形的材料厚度均一，所以中层部件2也要根据马蹄的几何形状设计)。中层部件2分布有多个贯穿的流通孔10。在经过嵌件注塑方法制造上层部件I时，流体状态的软胶材料会穿过流通孔10而流到中层部件2的底部。中层部件2的后面两侧及前面有螺丝孔11，用来扣紧下层部件3。中层部件2的表面具有多个贯穿的中钉孔12，马蹄铁钉会穿过中层部件2的中钉孔12及上层部件I的上钉孔5而打入马蹄内部。所述中层部件2的每个中钉孔12的外缘于下表面具有一圈沉孔，进而可以使中层部件的中钉孔底部处于沉孔所形成的凹面13上，使马蹄铁钉的钉头不会凸出下表面。中层部件2的表面具有流通孔10，在嵌入注塑上层部件时流体状态的软胶会经由这些流通孔10流到凹面14及模腔与中层部件2之间的空隙，从而制造处上层部件I下表面的倒钩结构8，使上层部件I与中层部件2紧扣。中层部件2的两端以及中间位置的外侧均具有螺丝孔11，用来扣紧下层部件3。
[0031]如图8所示，所述下层部件3的上表面与中层部件2的下表面的形状相对应，以形成很好的扣合。如图9所示，所述下层部件3的下表面会与地面摩擦，因此下层部件3采用耐磨金属制造，如钛合金。这可延长该马蹄铁的寿命。其形状也为对应中层部件的U字形结构，其与地面接触的下表面有凹凸纹路16，目的为加强马蹄铁与地面的摩擦力。其U字形结构的两端以及前面位置对应中层部件2的螺丝孔11而设计孔结构15。螺钉4先通过孔结构15，然后拧到中层部件2的螺丝孔11里。因为下层部件3采用相对较昂贵的耐磨材料制造，下层部件的分体设计可减少昂贵材料用量，并且该消耗件可是一个标准零件独立更换，这可降低制作和更换该马蹄铁的成本，以及降低马蹄满布钉孔和因打蹄钉而受伤的机会。
[0032]本发明还提供一种避震且易于更换的马蹄铁的制造方法，如图10所示，包括以下几个步骤:
步骤一:利用三维扫描技术扫描马蹄面的实际几何形貌，获得一系列根据马蹄面形貌得来的三维坐标数据，该三维坐标数据为点群。
[0033]本发明所述的三维扫描方法可以是接触式或非接触式。接触式是指通过实际触碰物体表面的方式测量出三维坐标数据，而非接触是指将能量投射至物体，借由能量的反射来计算出三维坐标数据。
[0034]步骤二:将扫描后所得到的三维坐标数据进行进一步过滤杂点处理，经过滤杂点处理的三维坐标数据可在计算器辅助设计(CAD)系统内用来重建马掌三维几何曲面。
[0035]步骤三:建立上层部件1、中层部件2及下层部件3的几何模型。上层部件I的曲面6及中层部件2的曲面9将基于马掌三维几何曲面而设计。
[0036]步骤四:中层部件2及下层部件3的几何模型将导出成金属三维打印机可兼容格式，然后经金属三维打印技术制造中层部件及下层部件；也或者，可以根据中层部件以及下层部件的几何模型，经传统数控加工技术制造中层部件2及下层部件3。
[0037]步骤五:利用所建立的上层部件I及中层部件2几何模型来加工制造嵌件注塑模具来制造上层部件I。
[0038]本发明的马蹄铁的中层部件及下层部件可经金属三维打印技术制造或传统数控加工技术制造。所述传统数控加工技术可包括金属成形、铣削、电火花、车削、打磨等，均为现有技术，因此本发明中不再细化。所述金属三维打印技术即直接金属激光烧结技术(DMLS)，其所采用的整个直接金属激光烧结工艺装置为现有的，主要由粉末缸和成形工作平台组成。首先由粉末缸取出粉未并均匀铺展在成形工作平台上。由计算机根据切片模型(根据步骤四中的导出模型获得)控制激光进行二维轨迹扫描，有选择地烧结粉末材料从而形成零件的一个截面层。烧结完一层后成形工作平台下降。铺粉系统重新铺上一层新的粉末，控制激光再次扫描烧结新的一个截面层。重复铺展金属粉末和进行激光溶化烧结粉末，逐层迭加造型，使迭层厚度达到切削刀具的有效刃长。对迭层侧面采用小直径切削刀具施以切削加工。该直接金属激光烧结技术反复进行激光熔化、迭层造型以及高速切削加工，最终做出具有良好表面光洁度的立体马蹄铁中层部件及下层部件的形貌烧结。
[0039]本发明中利用耐磨材料制造与地面产生摩擦的下层部件以及提供一个完全贴合马蹄面的几何接触面，可以降低更换马蹄铁的频密度，进而降低马蹄满布钉孔和因打蹄钉而受伤的机会。
[0040]以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
【主权项】
1.一种避震且易于更换的马蹄铁，其特征在于，包括顺次连接的上层部件、中层部件、下层部件，所述上层部件的上表面形状与马蹄面的形状相配，上层部件沿着轮廓边缘还分散有多个上钉孔；所述中层部件和下层部件均为U字形结构，且中层部件上分散有多个中钉孔；所述上层部件有倒钩结构使上层部件与中层部件结合；所述中层部件与下层部件通过螺钉连接。2.根据权利要求1所述的避震且易于更换的马蹄铁，其特征在于，所述上层部件的下表面具有凹凸纹路，且上层部件的下表面的边缘还分布有多个倒钩结构。3.根据权利要求2所述的避震且易于更换的马蹄铁，其特征在于，所述中层部件上分布有多个对应所述倒钩结构的流通孔，且中层部件的U字形结构的两个支端和中间位置均具有螺丝孔。4.根据权利要求1所述的避震且易于更换的马蹄铁，其特征在于，所述中层部件的下表面于每个中钉孔的外缘具有一圈沉孔。5.根据权利要求1所述的避震且易于更换的马蹄铁，其特征在于，所述中层部件于U字形结构的两端及中间位置的外侧具有螺丝孔；所述下层部件于U字形结构的两端及中间位置的外侧具有孔结构；螺钉对应穿过所述下层部件的孔结构，并拧至所述中层部件的螺丝孔，从而将中层部件与下层部件连接。6.根据权利要求1所述的避震且易于更换的马蹄铁，其特征在于，所述上层部件的材料为硅橡胶、聚氯乙烯PVC或聚氨酯PU ;所述中层部件的材料为铁、铝合金、钢或钛合金；所述下层部件的材料为钛合金。7.—种避震且易于更换的马蹄铁的制造方法，其特征在于，包括以下几个步骤: 步骤一:利用三维扫描技术扫描马蹄面的实际几何形貌，获得一系列根据马蹄面形貌得来的三维坐标数据； 步骤二:将扫描后所得到的三维坐标数据进行进一步过滤杂点处理，重建马掌三维几何曲面； 步骤三:基于所重建的马掌三维几何曲面设计马蹄铁的上层部件、中层部件以及下层部件的几何模型； 步骤四:将中层部件及下层部件的几何模型导出成金属三维打印机可兼容格式，然后经金属三维打印技术或传统数控加工技术制造中层部件及下层部件； 步骤五:根据上层部件和中层部件的几何模型加工嵌件注塑模具，并采用嵌件注塑模具来制造上层部件。8.根据权利要求7所述的避震且易于更换的马蹄铁的制造方法，其特征在于，所述步骤二中利用计算器辅助设计系统完成重建马掌三维几何曲面。9.根据权利要求7所述的避震且易于更换的马蹄铁的制造方法，其特征在于，所述步骤四具体为:所述金属三维打印技术采用直接金属激光烧结工艺装置完成，所述直接金属激光烧结工艺装置包括粉末缸和成形工作平台，首先由粉末缸中取出粉未并均匀铺展在成形工作平台上，由计算机根据切片模型控制激光进行二维轨迹扫描，有选择地烧结粉末材料从而形成零件的一个截面层，烧结完一层后成形工作平台下降，铺粉系统重新铺上一层新的粉末，控制激光再次扫描烧结新的一个截面层，重复铺展金属粉末和进行激光溶化烧结粉末，逐层迭加造型，使迭层厚度达到切削刀具的有效刃长，对迭层侧面采用切削刀具施以切削加工，反复进行激光熔化、迭层造型以及高速切削加工，最终完成中层部件和下层部件的形貌烧结。
【专利摘要】本发明提供一种避震且易于更换的马蹄铁及其制造方法，包括顺次连接的上层部件、中层部件、下层部件，其中上层部件采用软性塑料制造，且上层部件的上表面形状与马蹄面的形状相配，上层部件沿着轮廓边缘还分散有多个上钉孔；所述中层部件和下层部件均为U字形结构，且中层部件上分散有多个中钉孔；所述中层部件与下层部件通过螺钉连接。本发明的上层部件用软性塑料制造，例如硅橡胶、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)等，完全覆盖的设计可保护整个马掌底部。本发明还利用耐磨材料制造与地面产生摩擦的下层部件以及提供一个完全贴合马蹄面的几何接触面，可以降低更换马蹄铁的频密度，进而降低马蹄满布钉孔和因打蹄钉而受伤的机会。
【IPC分类】A01L5/00, A01L1/04
【公开号】CN105638597
【申请号】
【发明人】李国强, 单铭贤, 彭泓, 陈伟伦
【申请人】香港生产力促进局
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月10日