個(gè)人履歷
長期從事快速制造和農(nóng)業(yè)節(jié)水產(chǎn)品快速開發(fā)等領(lǐng)域的教學(xué)和科研工作,近年來承擔(dān)863重大項(xiàng)目等28項(xiàng),作為第一負(fù)責(zé)人主持16項(xiàng);獲發(fā)明專利4項(xiàng)、實(shí)用新型專利7項(xiàng),受理發(fā)明專利18項(xiàng)、實(shí)用新型專利2項(xiàng);軟件登記3項(xiàng);項(xiàng)目鑒定4項(xiàng);教材專著4部;論文100多篇,三大索引收錄80多篇;成果達(dá)到國際先進(jìn)或領(lǐng)先水平,獲國家二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級二等獎(jiǎng)3項(xiàng);領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)獲2004年湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體;建立了粉末材料激光快速成形技術(shù)的學(xué)術(shù)體系及集成系統(tǒng),在國內(nèi)外200多家單位得到廣泛應(yīng)用,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)與社會效益;建立了成套的農(nóng)業(yè)節(jié)水產(chǎn)品低成本快速開發(fā)理論與方法,取得一系列創(chuàng)新成果,并得到應(yīng)用。
成果介紹
近年來,在國家863和自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助下,圍繞粉末成形(包括選擇性激光燒結(jié)快速成形、選擇性激光熔化快速成形、激光/等靜壓復(fù)合近凈成形)、生態(tài)農(nóng)業(yè)滴灌節(jié)水產(chǎn)品快速開發(fā)等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)理論開展了系統(tǒng)的研究。建立了選擇性激光燒結(jié)快速成形技術(shù)的成套學(xué)術(shù)體系與系統(tǒng),在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益;
繼德國后,在國內(nèi)率先研制成功了采用半導(dǎo)體泵浦和光纖激光器的商品化SLM裝備,為復(fù)雜精細(xì)金屬零件/模具的直接快速成形提供了新的制造模式和手段;提出了將激光粉末快速成形與等靜壓技術(shù)復(fù)合起來近凈成形制造高性能復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的新思想;提出了隨形冷卻水道精密注塑模數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的新原理;開創(chuàng)了節(jié)水產(chǎn)品低成本快速開發(fā)理論與方法,并得到廣泛應(yīng)用,經(jīng)濟(jì)效益明顯,社會效益尤為顯著。 部分理論成果在14種國外著名期刊和42種國內(nèi)核心和重要期刊,以及一些重要的國際學(xué)術(shù)會議上發(fā)表,其中SCI收錄25篇,EI收錄60篇,ISTP收錄7篇,特邀報(bào)告和講座10次,他引200余篇次;研究成果還被各種專著和教材大量采用,并被拍成科教片,在中央電視臺科技頻道播放,在社會上引起了很大的反響,得到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)同行的高度評價(jià)和認(rèn)同;獲發(fā)明專利4項(xiàng),受理發(fā)明專利25項(xiàng)。對相關(guān)學(xué)科的發(fā)展起到了重要推動作用,在學(xué)術(shù)上達(dá)到了該研究領(lǐng)域的國際先進(jìn)水平,部分具有國際領(lǐng)先水平。
突破難題
日前,我校材料學(xué)院快速制造中心吸引了眾多重工企業(yè)的目光,他們感興趣的是史玉升教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“組合式大尺寸空間精密三維測量系統(tǒng)”,這一發(fā)明不久前在第40屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明展上獲得金獎(jiǎng)。
據(jù)了解,飛機(jī)、船舶等大型物體在設(shè)計(jì)和制造過程中需要對其外表面進(jìn)行快速而精密的三維數(shù)據(jù)測量,目前國內(nèi)外使用最廣泛的是面掃描三維測量設(shè)備加上攝影測量系統(tǒng)的三維測量方法,但其有兩個(gè)缺陷:一是需要在被測物體上貼大量的標(biāo)志點(diǎn),耗費(fèi)時(shí)間長;二是當(dāng)測量物體尺寸大到十幾米以上時(shí),累計(jì)測量誤差會增大,從而導(dǎo)致整體測量精度明顯降低。
針對這兩個(gè)缺陷,快速制造中心研發(fā)出了“組合式大尺寸空間精密三維測量系統(tǒng)”。發(fā)明者之一李中偉博士介紹說,這是運(yùn)用他們提出的外部參數(shù)標(biāo)定算法和開發(fā)的數(shù)據(jù)拼合軟件,將面掃描三維測量技術(shù)和室內(nèi)GPS技術(shù)有機(jī)結(jié)合,形成的一種新的測量方法,其設(shè)備包括面掃描三維測量設(shè)備(測量終端)及室內(nèi)GPS跟蹤定位系統(tǒng)。
在測量大型物體時(shí),使用面掃描三維測量設(shè)備快速測量被測物體局部的細(xì)節(jié)三維信息;同時(shí)由室內(nèi)GPS跟蹤定位系統(tǒng)的四個(gè)紅外激光發(fā)射器,實(shí)時(shí)跟蹤定位出固定在測量終端上的多個(gè)(至少3個(gè))傳感器在整個(gè)測量空間的坐標(biāo);然后根據(jù)預(yù)先標(biāo)定出的系統(tǒng)外部參數(shù),把測量終端每次測量的數(shù)據(jù)自動拼合在一個(gè)統(tǒng)一的世界坐標(biāo)系下面,從而可以精確地獲得整個(gè)物體的三維數(shù)據(jù)。此方法不僅可以省去在物體上貼標(biāo)志點(diǎn)的環(huán)節(jié),而且可以支持多臺設(shè)備同時(shí)測量,這大大提升了測量的速度和精度,效率提高了三到五倍以上。
據(jù)李中偉介紹,早在2007年,快速制造中心對傳統(tǒng)的面掃描三維測量設(shè)備進(jìn)行了改良,研發(fā)了PowerScan系列面掃描三維測量技術(shù)及設(shè)備,使其1.5秒可測130萬個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù),而傳統(tǒng)測量方法則需5秒左右。
改良后的測量設(shè)備雖然已經(jīng)能夠滿足絕大部分工業(yè)的應(yīng)用需求,但為了在大尺寸物體測量方面有所突破,2008年,快速制造中心開始尋找適合與測量終端結(jié)合的大尺寸跟蹤定位系統(tǒng),調(diào)研時(shí)他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)測量空間超過30米時(shí),室內(nèi)GPS跟蹤定位系統(tǒng)是所有的同類系統(tǒng)中精度最高的,而且它可同時(shí)追蹤多個(gè)傳感器,這要是能與測量終端結(jié)合,效率可成倍增加,精度也可得到保證。
此后,快速制造中心又提出了外部參數(shù)標(biāo)定算法并開發(fā)了專業(yè)的數(shù)據(jù)拼合軟件,今年年初他們成功地將測量終端和室內(nèi)GPS跟蹤定位系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來,形成了“組合式大尺寸空間精密三維測量系統(tǒng)”。在實(shí)際運(yùn)用過程中,該系統(tǒng)將測量2.5米長的風(fēng)力發(fā)電葉片的時(shí)間由傳統(tǒng)方法的半個(gè)小時(shí)以上縮短至十分鐘左右,適用于飛機(jī)、船舶、風(fēng)力發(fā)電葉片等大型物體的三維測量,目前已在國內(nèi)外多家單位使用。
值得一提的是,快速制造中心研發(fā)的面結(jié)構(gòu)光三維測量設(shè)備(測量終端)曾獲2011年度教育部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。其在2011年8月順利通過了教育部組織的科技成果鑒定,包括國內(nèi)知名的測試計(jì)量技術(shù)及儀器專家葉聲華院士在內(nèi)的鑒定委員們一致認(rèn)為:該項(xiàng)成果創(chuàng)新性強(qiáng),所研發(fā)的系列面結(jié)構(gòu)光三維測量設(shè)備在總體性能指標(biāo)上達(dá)到同類設(shè)備的國際先進(jìn)水平,推動了我國面結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展。
獲獎(jiǎng)情況
1、2001年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(排名第三) 2、2003入選湖北省新世紀(jì)高層次人才工程第二層次(獨(dú)立獲得) 3、2004年領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)榮獲湖北省自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體(負(fù)責(zé)人) 4、2005年度湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)(排名第一) 5、2006年度湖北省科技發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(排名第一) 6、2006年度高校自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(排名第一) 7、2006年度高校科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(排名第一) 8、2006年度華中科技大學(xué)第一屆 “求是杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競 賽特等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)(均為指導(dǎo)教師)