避震且易于更換的馬蹄鐵的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種避震且易于更換的馬蹄鐵，包括順次連接的上層部件、中層部件、下層部件，其中上層部件采用軟性塑料制造，且上層部件的上表面形狀與馬蹄面的形狀相配，上層部件沿著輪廓邊緣還分散有多個上釘孔；所述中層部件和下層部件均為U字形結(jié)構(gòu)，且中層部件上分散有多個中釘孔；所述中層部件與下層部件通過螺釘連接。本實用新型的上層部件用軟性塑料制造，例如硅橡膠、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)等，完全覆蓋的設(shè)計可保護(hù)整個馬掌底部。本實用新型還利用耐磨材料制造與地面產(chǎn)生摩擦的下層部件以及提供一個完全貼合馬蹄面的幾何接觸面，可以降低更換馬蹄鐵的頻密度，進(jìn)而降低馬蹄滿布釘孔和因打蹄釘而受傷的機會。
【專利說明】避震且易于更換的馬蹄鐵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種避震且易于更換的馬蹄鐵，主要為一種利用三維掃描技術(shù)、嵌件注塑和直接金屬激光燒結(jié)工藝來制造的馬蹄鐵。

【背景技術(shù)】
[0002]馬匹進(jìn)行體育運動時會經(jīng)過跑、急停、急轉(zhuǎn)彎等動作，這必須抓牢地面以保持均勻的速度及穩(wěn)定性才可得到良好表現(xiàn)及最好的比賽成績。要確保馬蹄在路面的附著力，這不僅是為更高的速度，也是為了保證騎師的安全。
[0003]在馬蹄和地面接觸時會受地面的摩擦并很快出現(xiàn)磨損，為馬蹄釘馬蹄鐵主要是為了延緩馬蹄的磨損，并使馬匹更堅實地抓牢地面以便提高運動性能。當(dāng)今有多種類形的馬蹄鐵可供使用。在賽馬中，我們更關(guān)注的是提供有助于優(yōu)化馬匹在跑道上的性能的馬蹄鐵，使用時不會造成傷害?，F(xiàn)今的馬蹄鐵都是金屬制的，如鋼、鋁合金或不銹鋼。但在賽馬中馬匹、騎師和裝備的重量對速度有著重要影響，因鋁合金的重量和價格相對比較低，最常用于賽馬。釘馬蹄是要將馬蹄釘打入馬腳，打馬蹄釘有可能傷害馬匹，馬蹄釘要打在馬蹄的非敏感層。一般的情況下打六至八根馬蹄釘以實現(xiàn)釘合。從事訓(xùn)練或比賽的馬匹通常每二至四個星期就需要更換馬蹄鐵。因此，需要研發(fā)一種耐用的馬蹄鐵，進(jìn)而可減少更換頻次，從而減少馬蹄受傷機會。
[0004]馬匹訓(xùn)練和比賽的路面也有許多不同類型。馬匹經(jīng)常在草叢、土壤、沙、碎石，甚至在幾乎接近水泥硬度的路面進(jìn)行訓(xùn)練和比賽。馬蹄所經(jīng)歷的沖擊和振動負(fù)荷會隨著訓(xùn)練或比賽路面的硬度而提高。如果馬蹄與馬蹄鐵的接口沒有良好的接合，馬匹跑動時的震動和沖擊會令馬蹄鐵容易脫落。另一方面，馬蹄鐵一般是U字形設(shè)計并只能保護(hù)馬掌邊沿部位。若馬匹踏到如石頭及玻璃等細(xì)小硬物，這可傷害到馬掌內(nèi)側(cè)部分。馬蹄鐵在比賽中脫落及馬掌受硬物傷害可導(dǎo)致不同程度事故，輕則影響比賽成績，重則令本身及其他同場競技的賽馬受傷，繼而引至嚴(yán)重的墮馬事故。蹄鐵脫落及更換不但花費高昂，還會使到馬蹄滿布釘孔，減少可下釘?shù)奈恢眉皞︸R匹。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種避震且易于更換的馬蹄鐵，其中上層部件用軟性塑料制造，采用完全覆蓋的設(shè)計可保護(hù)整個馬掌底部，避免被地面細(xì)小硬物壓傷。
[0006]本實用新型提供一種避震且易于更換的馬蹄鐵，包括順次連接的上層部件、中層部件、下層部件，所述上層部件的上表面形狀與馬蹄面的形狀相配，上層部件沿著輪廓邊緣還分散有多個上釘孔；所述中層部件和下層部件均為U字形結(jié)構(gòu)，且中層部件上分散有多個中釘孔；所述上層部件有倒鉤結(jié)構(gòu)使上層部件與中層部件結(jié)合；所述中層部件與下層部件通過螺釘連接。
[0007]所述上層部件的下表面具有凹凸紋路，且上層部件的下表面的邊緣還分布有多個倒鉤結(jié)構(gòu)。
[0008]所述中層部件上分布有多個對應(yīng)所述倒鉤結(jié)構(gòu)的流通孔，且中層部件的U字形結(jié)構(gòu)的兩個支端和中間位置均具有螺絲孔。
[0009]所述中層部件的下表面于每個中釘孔的外緣具有一圈沉孔。
[0010]所述中層部件于U字形結(jié)構(gòu)的兩端及中間位置的外側(cè)具有螺絲孔；所述下層部件于U字形結(jié)構(gòu)的兩端及中間位置的外側(cè)具有孔結(jié)構(gòu)；螺釘對應(yīng)穿過所述下層部件的孔結(jié)構(gòu)，并擰至所述中層部件的螺絲孔，從而將中層部件與下層部件連接。
[0011]所述上層部件的材料為硅橡膠、聚氯乙烯PVC或聚氨酯;所述中層部件的材料為鐵、鋁合金、鋼或鈦合金；所述下層部件的材料為鈦合金。
[0012]本實用新型具有的優(yōu)點在于:
[0013]本實用新型提供一種避震且易于更換的馬蹄鐵，分為上、中、下三層部件，其中上層部件用軟性塑料制造，例如硅橡膠、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)等，完全覆蓋的設(shè)計可保護(hù)整個馬掌底部，避免被地面細(xì)小硬物壓傷。
[0014]本實用新型利用耐磨材料制造與地面產(chǎn)生摩擦的下層部件以及提供一個完全貼合馬蹄面的幾何接觸面，可以降低更換馬蹄鐵的頻密度，進(jìn)而降低馬蹄滿布釘孔和因打蹄釘而受傷的機會。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1和圖2為本實用新型提供的避震且易于更換的的馬蹄鐵的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本實用新型提供的避震且易于更換的馬蹄鐵的零散結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為本實用新型中上層部件的上表面的立體圖。
[0018]圖5為本實用新型中上層部件的下表面的立體圖。
[0019]圖6為本實用新型中中層部件的上表面的立體圖。
[0020]圖7為本實用新型中中層部件的下表面的立體圖。
[0021]圖8為本實用新型中下層部件的上表面的立體圖。
[0022]圖9為本實用新型中下層部件的下表面的立體圖。
[0023]圖10為本實用新型提供的馬蹄鐵的制造工序流程。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。
[0025]本實用新型提供一種避震且易于更換的馬蹄鐵，如圖1?圖4所示，包括上、中、下順次連接的上層部件1、中層部件2、下層部件3。其中上層部件I采用軟性塑料制造，例如硅橡膠、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)等，并采用完全覆蓋的設(shè)計可保護(hù)整個馬掌底部，避免被地面細(xì)小硬物壓傷。利用軟膠可大大減低馬掌與地面及地面上硬物的撞擊力。且該上層部件I的上表面6的形狀與馬蹄面的形狀相配，其幾何尺寸根據(jù)使用該馬蹄鐵的馬蹄實際幾何尺寸而設(shè)計，而馬蹄面實際幾何可通過三維掃描獲得。三維掃描裝置把馬蹄外型幾何以數(shù)碼化方式儲存起來。所采集的一系列三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)會進(jìn)行處理。經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)可利用計算器輔助設(shè)計(CAD)軟件來重建馬掌幾何曲面。上層部件I上表面6的幾何形狀是基于此曲面而設(shè)計，這可保證馬蹄鐵與馬掌具有最合適的接觸面，并可大大減低因不良接觸及運動所產(chǎn)生的震動和沖擊引至的馬蹄鐵脫落情況。本實用新型所采用的三維掃描方法可以是接觸式或非接觸式。接觸式是指通過實際觸碰物體表面的方式測量出三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，而非接觸是指將能量投射至物體，借由能量的反射來計算出三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0026]如圖4和圖5所示，所述上層部件I的邊緣位置具有貫穿的多個上釘孔5，且上層部件I的下表面的邊緣還分布有多個倒鉤結(jié)構(gòu)8用來結(jié)合上層部件I及中層部件2。上層部件I的下表面具有多個凹凸紋路7，可加強馬蹄與地面的磨擦力，并使馬蹄抓緊地面。該上層部件I的制備會經(jīng)嵌件注塑方法制造，在此制造方法中把己制好的馬蹄鐵基體即中層部件2放入注塑模具中，然后把流體狀態(tài)的軟膠材料灌入或射入模腔。其中部分軟膠材料會流入馬蹄鐵基體(即中層部件2)與模腔之間的空隙，待材料凝固后軟膠部分會與馬蹄鐵的基體緊密地扣合。
[0027]如圖6和圖7所示，所述中層部件2作為整個馬蹄鐵的基體，其與上層部件I及下層部件3緊扣。所述中層部件2為U字形結(jié)構(gòu)，可用一般金屬制造，例如鐵、鋁合金、鋼或鈦合金。所述中層部件2的上表面9的幾何形狀是跟據(jù)通過三維掃描實際馬蹄所獲得的幾何曲面數(shù)據(jù)而設(shè)計的(上層部件I沿U字形的材料厚度均一，所以中層部件2也要根據(jù)馬蹄的幾何形狀設(shè)計)。中層部件2分布有多個貫穿的流通孔10。在經(jīng)過嵌件注塑方法制造上層部件I時，流體狀態(tài)的軟膠材料會穿過流通孔10而流到中層部件2的底部。中層部件2的后面兩側(cè)及前面有螺絲孔11，用來扣緊下層部件3。中層部件2的表面具有多個貫穿的中釘孔12，馬蹄鐵釘會穿過中層部件2的中釘孔12及上層部件I的上釘孔5而打入馬蹄內(nèi)部。所述中層部件2的每個中釘孔12的外緣于下表面具有一圈沉孔，進(jìn)而可以使中層部件的中釘孔底部處于沉孔所形成的凹面13上，使馬蹄鐵釘?shù)尼旑^不會凸出下表面。中層部件2的表面具有流通孔10，在嵌入注塑上層部件時流體狀態(tài)的軟膠會經(jīng)由這些流通孔10流到凹面14及模腔與中層部件2之間的空隙，從而制造處上層部件I下表面的倒鉤結(jié)構(gòu)8，使上層部件I與中層部件2緊扣。中層部件2的兩端以及中間位置的外側(cè)均具有螺絲孔11，用來扣緊下層部件3。
[0028]如圖8所示，所述下層部件3的上表面與中層部件2的下表面的形狀相對應(yīng)，以形成很好的扣合。如圖9所示，所述下層部件3的下表面會與地面摩擦，因此下層部件3采用耐磨金屬制造，如鈦合金。這可延長該馬蹄鐵的壽命。其形狀也為對應(yīng)中層部件的U字形結(jié)構(gòu)，其與地面接觸的下表面有凹凸紋路16，目的為加強馬蹄鐵與地面的摩擦力。其U字形結(jié)構(gòu)的兩端以及前面位置對應(yīng)中層部件2的螺絲孔11而設(shè)計孔結(jié)構(gòu)15。螺釘4先通過孔結(jié)構(gòu)15，然后擰到中層部件2的螺絲孔11里。因為下層部件3采用相對較昂貴的耐磨材料制造，下層部件的分體設(shè)計可減少昂貴材料用量，并且該消耗件可是一個標(biāo)準(zhǔn)零件獨立更換，這可降低制作和更換該馬蹄鐵的成本，以及降低馬蹄滿布釘孔和因打蹄釘而受傷的機會。
[0029]本實用新型提供的一種避震且易于更換的馬蹄鐵的制造方法，如圖10所示，包括以下幾個步驟:
[0030]步驟一:利用三維掃描技術(shù)掃描馬蹄面的實際幾何形貌，獲得一系列根據(jù)馬蹄面形貌得來的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，該三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)為點群。
[0031]本實用新型所述的三維掃描方法可以是接觸式或非接觸式。接觸式是指通過實際觸碰物體表面的方式測量出三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，而非接觸是指將能量投射至物體，借由能量的反射來計算出三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0032]步驟二:將掃描后所得到的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步過濾雜點處理，經(jīng)過濾雜點處理的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)可在計算器輔助設(shè)計(CAD)系統(tǒng)內(nèi)用來重建馬掌三維幾何曲面。
[0033]步驟三:建立上層部件1、中層部件2及下層部件3的幾何模型。上層部件I的曲面6及中層部件2的曲面9將基于馬掌三維幾何曲面而設(shè)計。
[0034]步驟四:中層部件2及下層部件3的幾何模型將導(dǎo)出成金屬三維打印機可兼容格式，然后經(jīng)金屬三維打印技術(shù)制造中層部件及下層部件；也或者，可以根據(jù)中層部件以及下層部件的幾何模型，經(jīng)傳統(tǒng)數(shù)控加工技術(shù)制造中層部件2及下層部件3。
[0035]步驟五:利用所建立的上層部件I及中層部件2幾何模型來加工制造嵌件注塑模具來制造上層部件I。
[0036]本實用新型的馬蹄鐵的中層部件及下層部件可經(jīng)金屬三維打印技術(shù)制造或傳統(tǒng)數(shù)控加工技術(shù)制造。所述傳統(tǒng)數(shù)控加工技術(shù)可包括金屬成形、銑削、電火花、車削、打磨等，均為現(xiàn)有技術(shù)，因此本實用新型中不再細(xì)化。所述金屬三維打印技術(shù)即直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)(DMLS)，其所采用的整個直接金屬激光燒結(jié)工藝裝置為現(xiàn)有的，主要由粉末缸和成形工作平臺組成。首先由粉末缸取出粉未并均勻鋪展在成形工作平臺上。由計算機根據(jù)切片模型(根據(jù)步驟四中的導(dǎo)出模型獲得)控制激光進(jìn)行二維軌跡掃描，有選擇地?zé)Y(jié)粉末材料從而形成零件的一個截面層。燒結(jié)完一層后成形工作平臺下降。鋪粉系統(tǒng)重新鋪上一層新的粉末，控制激光再次掃描燒結(jié)新的一個截面層。重復(fù)鋪展金屬粉末和進(jìn)行激光溶化燒結(jié)粉末，逐層迭加造型，使迭層厚度達(dá)到切削刀具的有效刃長。對迭層側(cè)面采用小直徑切削刀具施以切削加工。該直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)反復(fù)進(jìn)行激光熔化、迭層造型以及高速切削加工，最終做出具有良好表面光潔度的立體馬蹄鐵中層部件及下層部件的形貌燒結(jié)。
[0037]本實用新型中利用耐磨材料制造與地面產(chǎn)生摩擦的下部件以及提供一個完全貼合馬蹄面的幾何接觸面，可以降低更換馬蹄鐵的頻密度，進(jìn)而降低馬蹄滿布釘孔和因打蹄釘而受傷的機會。
[0038]以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護(hù)范圍不限于此。本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種避震且易于更換的馬蹄鐵，其特征在于，包括順次連接的上層部件、中層部件、下層部件，所述上層部件的上表面形狀與馬蹄面的形狀相配，上層部件沿著輪廓邊緣還分散有多個上釘孔；所述中層部件和下層部件均為[字形結(jié)構(gòu)，且中層部件上分散有多個中釘孔；所述上層部件有倒鉤結(jié)構(gòu)使上層部件與中層部件結(jié)合；所述中層部件與下層部件通過螺釘連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的避震且易于更換的馬蹄鐵，其特征在于，所述上層部件的下表面具有凹凸紋路，且上層部件的下表面的邊緣還分布有多個倒鉤結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的避震且易于更換的馬蹄鐵，其特征在于，所述中層部件上分布有多個對應(yīng)所述倒鉤結(jié)構(gòu)的流通孔，且中層部件的[字形結(jié)構(gòu)的兩個支端和中間位置均具有螺絲孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的避震且易于更換的馬蹄鐵，其特征在于，所述中層部件的下表面于每個中釘孔的外緣具有一圈沉孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的避震且易于更換的馬蹄鐵，其特征在于，所述中層部件于I字形結(jié)構(gòu)的兩端及中間位置的外側(cè)具有螺絲孔；所述下層部件于I字形結(jié)構(gòu)的兩端及中間位置的外側(cè)具有孔結(jié)構(gòu)；螺釘對應(yīng)穿過所述下層部件的孔結(jié)構(gòu)，并擰至所述中層部件的螺絲孔，從而將中層部件與下層部件連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的避震且易于更換的馬蹄鐵，其特征在于，所述上層部件的材料為硅橡膠、聚氯乙烯？或聚氨酯叩；所述中層部件的材料為鐵、鋁合金、鋼或鈦合金；所述下層部件的材料為鈦合金。
【文檔編號】A01L5/00GK204206957SQ201420665093
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】李國強, 單銘賢, 彭泓, 陳偉倫 申請人:香港生產(chǎn)力促進(jìn)局