本公开一般涉及水下作业技术领域，具体涉及水下测距技术，尤其涉及水下测距装置。
背景技术：
目前，常见的水下距离测量设备大多为超声波测距设备或者绿蓝激光测距设备。其中，绿蓝激光测距的测距原理为三角测距法，三角测距法与超声波测距方法的原理不同。在使用时，超声波测距仪在产生超声波时需要由驱动电路驱动换能器发出超声波，且由于水下声波能量损耗较大，要产生一定距离远的声波就需要驱动电路提高较大能量，同时绿蓝激光测距装置由于要产生激光，所以也需要耗费巨大的能量。此外，由于超声波测距仪中包括前端换能器，绿蓝激光测距仪中包括前端光学系统，前端换能器与光学系统通常体积与重量较大，进而限制了超声波测距设备或者绿蓝激光测距设备在小型水下机器人设备上使用。
随着技术的发展，红外测距传感器因其体积小、耗能低等优点被广泛地应用，但是其设计使用的环境为水上和陆地，进而限制了红外测距传感器在水下测距的使用。
技术实现要素：
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种水下测距装置。
本申请提供一种水下测距装置，包括防水壳体，防水壳体中具有密封腔，密封腔内安装有红外测距传感器。
本申请提供的水下测距装置，通过在红外测距传感器上安装有防水壳体，使得红外测距传感器可以在水下进行作业。在水下使用红外测距传感器进行测距时，由于红外测距传感器的体积、重量及总功耗皆比较小，可适用于小型水下机器人及水下自动化设备使用。同时在结构上改进较小，也不会对设备本身重力及流体特性造成较大影响。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型实施例提供的防水壳体的立体图；
图2为本实用新型实施例提供的防水壳体另一视角的立体图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1-2，本实施例提供一种水下测距装置，包括防水壳体1，防水壳体1中具有密封腔2，密封腔2内安装有红外测距传感器。
本申请提供的水下测距装置，通过在红外测距传感器上安装有防水壳体1，使得红外测距传感器可以在水下进行作业。在水下使用红外测距传感器进行测距时，由于红外测距传感器的体积、重量及总功耗皆比较小，可适用于小型水下机器人及水下自动化设备使用。同时在结构上改进较小，也不会对设备本身重力及流体特性造成较大影响。
优选地，密封腔2的形状与红外测距传感器形状相配合，以提高红外测距传感器与密封腔2的吻合度，进而提高红外测距传感器在密封腔2内的安装精度，也避免出现红外测距传感器在密封腔2内晃动情况的出现。进一步优选地，防水壳体1的形状与红外测距传感器的形状相配合，进而降低防水壳体1的体积和重量。
优选地，防水壳体1包括主体11以及密封盖板13，主体11上具有用于放入红外测距传感器的开口部14，密封盖板13与开口部14连接以形成密封腔2。
在本实施例中，红外测距传感器通过开口部14安装至主体11内。开口部14与密封盖板13配合连接，实现对开口部14的密封，以构成上述的密封腔2。开口部14的大小、形状及位置可根据红外测距传感器的种类或型号适应性调整。
优选地，密封盖板13与开口部14可拆卸地固定连接，以便于红外测距传感器的拿取或更换。可拆卸地固定连接例如但不局限于螺钉连接，在连接处还可设有密封圈，以增加两者之间的密封性。
优选地，主体11上包括红外玻璃部12，用于透过红外测距传感器发出的红外信号。
在本实施例中，红外测距传感器的探头朝向红外玻璃部12设置，外测距传感器射出的红外信号可穿过红外玻璃部12。红外玻璃由于对红外线具有极好的光学透过性，避免对红外测距传感器发出的红外线出现被吸收或阻碍情况的出现，进而提高了测距精度。当然，在其他实施例中并不必须使用红外玻璃，只要能够透过红外线的材质均可，例如防水壳体1为透明结构。
优选地，防水壳体1上异于红外玻璃部12的部分的材质为硬质塑料。
在本实施例中，防水壳体1采用硬质塑料时可提高防水壳体1的耐压性能，进而对红外测距传感器起到保护作用。
优选地，硬质塑料为亚力克时，可在10m工作水深范围内保证传感器不受压力影响，提高了水下测距装置的作业范围。
优选地，红外玻璃部12与盖板分别位于壳体上相对的两端，便于红外测距传感器装入防水壳体1内。同时，还可保证防水壳体1在红外玻璃部12与盖板之间的两侧壁结构强度接近或相同，提高防水壳体1的整体结构稳定性。
优选地，主体11内还设有连接部，连接部与红外测距传感器固定连接。
优选地，水下测距包括处理模块，红外测距传感器将测量到的距离信息处理为模拟电压值输出，处理模块接收红外测距传感器输出的模拟电压值并根据预设的函数关系算出距离值，其中函数关系为：
Y＝ax3+bx2+cx+d，其中Y为距离值，单位为cm；x为模拟电压值，单位为V；a、b、c、d皆为常数。
在本实施例中，上述函数关系是基于红外测距传感器在水下作业的条件下构建形成。具体地：根据三角测距原理，红外光速由红外发射器以一定角度发出，当光束遇到障碍物以后再按照光线反射原理反射。当红外线光束反射到红外测距传感器的光位移传感器后，将获得一个偏移值，利用三角关系，在确定了发射角度、偏移距离、中心矩以后，物体距离传感器的距离便可通过几何关系计算得到。本实施例中，在水环境中根据一组或多组实际测试数据作曲线拟合设计，得上述函数关系。基于上述函数关系，使得红外测距传感器在水下测距精度可达到水上测距精度。其中，处理模块可为单片机或者ARM芯片等，常数a、b、c、d的值根据传红外测距感器的类型和/或水域水质等因数的不同有所变化。
此外，本实施例中在更换不同类型的红外测距传感器时，只需改进防水外壳结构，距离偏差的校正可通过处理模块中的函数关系进行优化调整即可，提高了通用性以及实用性。
下面将红外测距传感器以夏普GP2Y距离测量传感器为例对本申请技术方案进行阐述，请参考图1-2，本实施例中的防水壳体1的形状与夏普GP2Y距离测量传感器形状相配合。当然，防水壳体1内部同样具有与夏普GP2Y距离测量传感器形状相配合的密封腔2。
防水壳体1包括主体11以及密封盖板13，主体11的一端设有红外玻璃部12，另一端设有开口部14，开口部14上密封盖连接有密封盖板13，以密封开口部14形成密封腔2。其中，密封盖板13与开口部14之间可拆卸地固定连接，以便于红外测距传感器的拿取或更换。
防水壳体1上异于红外玻璃部12的部分的材质为硬质塑料，进一步优选为亚力克。
主体11包括第一主体部111，第一主体部111为长方体状，第一主体部111内设有第一密封腔2部；主体11还包括设置于第一主体部111上的第二主体部112，第二主体部112为长方体状，第二主体部112内设有与第一密封腔2部连通的第二密封腔2部；第一密封腔2部与第二密封腔2部共同形成密封腔2。
在本实施例中，主体11包括第一主体部111与第二主体部112，第二主体部112设置于第一主体部111上且与第一主体部111连接。第一主体部111为长方体状，内部形成有第一密封腔2部，第一密封腔2部内主要用于放置红外测距传感器中的光学接收器、红外探测器等部件。第二主体部112中设有第二密封腔2部，第二密封腔2部与第一密封腔2部连通，共同构成密封腔2。其中，第二密封腔2部内可放置红外传感器的接线部件等。
优选地，第一主体部111与第二主体部112一体成型，便于生产加工，同时提高两者之间的连接密封性以及结构稳定性。
优选地，红外玻璃部12位于第一主体部111的一侧面上，第一主体部111上与红外玻璃部12相对的侧面上设有第一开口部113；第二主体部112上设有与第一开口部113连通的第二开口部114，第一开口部113与第二开口部114共同形成开口部14。
为了便于红外测距传感器安装至壳体内，将第一主体部111上设有第一开口部113，第二主体部112上设有第二开口部114，第二开口部114与第一开口部113同侧且连通设置，共同构成开口部14。
优选地，第一主体部111的各个面之间皆通过弧面连接，第二主体部112的各个面之间也皆通过弧面连接，第一主体部111与第二主体部112的连接处也通过弧面连接，以降低壳体在水中的阻力。
水下测距装置包括处理模块，GP2Y距离测量传感器将采集到的距离信息处理为模拟电压值并发至处理模块，处理模块接收GP2Y距离测量传感器发出的模拟电压值并根据预设的函数关系算出距离值，其中函数关系为：
Y＝-7.50424541x3+32.87472661x2+-51.81011843x+69.36627567
其中，Y为测出的距离值，单位为cm；x为模拟电压值，单位为V。依据该函数关系得出的距离值的精度可达到GP2Y距离测量传感器在水上测距作业时的精度。
需要理解的是，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。