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保护环境,植树造林是一项长期持久的工作。传统的人工造林方法劳动强度大,工作效率低,进行机械化造林是发展趋势。机械化造林过程中所使用的某些造林机械,如连续开沟型的深松插干植树机,对造林地破坏较严重。目前为了解决这些问题,造林机械正向两个方面发展:一方面,为了节省人力,减轻林业工人的劳动强度,减少造林机具的损坏,造林机械正向自动化、智能化方向发展;另一方面为了减少对造林地的破坏,造林机械向选择式植树机方向发展。选择式植树机作业时可以有选择地在造林地进行挖坑植苗,因此能够在很大程度上减少对造林地的破坏。本文结合造林机械的发展方向,将先进的超声波检测技术应用在选择式植树机的作业过程中,用来对植苗点地面进行障碍物探测,以期提高植树机的自动化、智能化水平。本研究的主要内容和结论如下:1.首次将超声波检测技术应用到造林机械中。在造林作业中对造林地表的障碍物进行探测,完成植苗点的选择,同时起到减少植苗部件损坏机率的作用。2.在分析超声波声学性质、超声波传播声场等理论的基础上,结合本研究的特点确定所需使用的超声波传感器类型,并选择四种常见型号的超声波传感器进行实验比对,选出一种效果最好的超声波传感器运用在论文研究中。3.利用数据采集卡和LabView软件搭建超声波检测数据采集系统平台,以石头和木块等造林地常见障碍物为反射体进行超声波回波信号采集处理,记录不同反射物体在不同检测距离条件下,超声反射回波信号的特征值。利用SPSS软件对这些数据进行数学分析,提出以超声回波信号的峰-峰值作为判别反射物体性质的参数指标,并对特征值信号进行线性拟合,得出拟合公式。4.建立一套应用超声波检测技术对造林地表面障碍物进行探测识别和自动避让的检测控制系统。选择凌阳SPCE061A单片机作为测控系统的硬件核心。使用C语言和汇编语言进行系统软件编程。5.设计制作机械臂模型机作为测控系统的承载和被控部件,并和单片机检测控制系统进行联机测试,测试结果显示在预定的检测范围内,识别并避让障碍物的成功率较高。总之,本文的研究将先进的超声波检测技术应用到选择式植树机植苗点的选择