lock-inframe-bracket.scad

   1 // -*- C -*-
   2
   3 // use shell thickness 1.50
   4 // use fill density 40%
   5
   6 include <funcs.scad>
   7
   8 tube_dia = 27.5 + 1.625;
   9 lock_w = 42.5 + 0.5;
  10 lock_d = 28.0 + 0.5;
  11 main_h = 45.0;
  12 backflange_d = 12;
  13 backflange_hole_dy = -1;
  14 lockshaft_dia = 14.35;
  15
  16 cliprecess_h = 16;
  17 total_h = 45;
  18
  19 back_gap = 12.5;
  20 main_th = 3.50;
  21 tube_th = 4.00;
  22
  23 midweb_d = 3;
  24 clip_th = 3.5;
  25 clip_gap = 2.5;
  26 clip_d = 22.0;
  27
  28 mountscrew_dia = 4 + 0.5;
  29 clipbolt_dia = 5 + 0.6;
  30
  31 mountscrew_washer = 10;
  32
  33 backflange_th = 4.5;
  34
  35 $fn=50;
  36
  37 join_cr = 9;
  38
  39 tube_rear_extra_th = 1;
  40
  41 divide_shaft_w = 1.75;
  42 divide_shaft_l = 1.5;
  43 divide_head_dx = 1.75;
  44 divide_head_th = 1.5;
  45 divide_gap = 0.50;
  46 divide_heads = 2;
  47
  48 divide_angle = 26;
  49 divide_fudge_r = 4.75;
  50 divide_around = 3.5;
  51
  52 backflange_angle = 20;
  53
  54 // calculated
  55
  56 lockshaft_r = [1, 1] * lockshaft_dia / 2;
  57 front_th = main_th;
  58
  59 tube_or = tube_dia/2 + tube_th;
  60 back_ohw = back_gap/2 + backflange_th;
  61 backflange_ymin = tube_dia/2 + backflange_d;
  62
  63 lock_0y = tube_dia/2 + lock_d/2 + midweb_d;
  64 lock_0x = lock_w/2 - lock_d/2;
  65 lock_0 = [lock_0x,lock_0y];
  66
  67 lock_or = [lock_w, lock_d]/2 + [front_th,front_th];
  68
  69 module oval(sz){ // sz[0] > sz[1]
  70   xr = sz[0];
  71   yr = sz[1];
  72   hull(){
  73     for (sx=[-1,+1]) {
  74       translate([sx * (xr-yr), 0])
  75         circle(r=yr);
  76     }
  77   }
  78 }
  79
  80 module JoinCircs(jr){
  81   // http://mathworld.wolfram.com/Circle-CircleIntersection.html
  82   R = tube_or + join_cr;
  83   r = lock_or[1] + join_cr;
  84   d = dist2d( [0,0], lock_0 );
  85   x = (d*d - r*r + R*R) / (2*d);
  86   y = sqrt( R*R - x*x );
  87
  88   echo(lock_0x, lock_0y, R,r, d, x,y);
  89
  90   for (m=[0,1]) {
  91     mirror([m,0]) {
  92       rotate(atan2(lock_0y, lock_0x)) {
  93         translate([x,-y])
  94           circle(r= jr);
  95       }
  96     }
  97   }
  98 }
  99
 100 module DivideHook(){ ////toplevel
 101   w = tube_th/2;
 102   d = divide_gap;
 103
 104   translate([-1,0] * (w + d + w)){
 105     for (sx=[-1,+1])
 106       translate([-(w + w+d) * sx, 0]) circle(r= w);
 107     difference(){
 108       circle(r = 3*w + d);
 109       circle(r =   w + d);
 110       translate([-10*w, -10*w]) square([20*w, 10*w]);
 111     }
 112   }
 113 }
 114
 115 module DivideCut(){
 116   w = tube_th/2;
 117   d = divide_gap;
 118   br = tube_dia/2 + tube_th;
 119
 120   difference(){
 121     offset(r=divide_gap) DivideHook();
 122     DivideHook();
 123     translate([-2*w,0]) mirror([0,1]) square([4*w, 4*w]);
 124   }
 125 }
 126
 127 module DivideCutB(){
 128   w = tube_th/2;
 129   d = divide_gap;
 130   br = tube_dia/2 + tube_th;
 131
 132   intersection(){
 133     translate([br - tube_th/2,0]) {
 134       difference(){
 135         circle(r=br + d);
 136         circle(r=br);
 137       }
 138     }
 139     translate([-2*w, 0]) mirror([0,1]) square(4*w);
 140   }
 141 }
 142
 143 module DivideSurround(){
 144   w = tube_th/2;
 145   d = divide_gap;
 146
 147   offset(r= w*2) {
 148     hull() {
 149       DivideCut();
 150       translate([-(4*w + 2*d), 8*w]) circle(r=w);
 151     }
 152   }
 153 }
 154
 155 module DivideInPlace(){
 156   rotate([0,0, -divide_angle])
 157     translate([ -tube_dia/2 -tube_th/2, 0])
 158     children();
 159 }
 160
 161 module MainPlan(){ ////toplevel
 162   difference(){
 163     union(){
 164       difference(){
 165         union(){
 166           hull(){
 167             for (t=[0, tube_rear_extra_th])
 168               translate([0, -t])
 169                 circle(r = tube_or);
 170           }
 171           rotate([0,0, backflange_angle])
 172             translate([-back_ohw,0]) mirror([0,1])
 173             square([back_ohw*2, backflange_ymin]);
 174
 175           translate([0, lock_0y]){
 176             oval(lock_or);
 177           }
 178
 179           hull(){
 180             JoinCircs(0.01);
 181             polygon([[0,0], lock_0, [-lock_0[0], lock_0[1]]]);
 182           }
 183         }
 184
 185         rotate([0,0, backflange_angle])
 186           translate([-back_gap/2,1]) mirror([0,1])
 187           square([back_gap, backflange_ymin+2]);
 188
 189         JoinCircs(join_cr);
 190       }
 191
 192       DivideInPlace() DivideSurround();
 193     }
 194     translate([0, lock_0y]){
 195       oval([lock_w/2, lock_d/2]);
 196     }
 197
 198     circle(r = tube_dia/2);
 199
 200     DivideInPlace() DivideCut();
 201     DivideInPlace() DivideCutB();
 202   }
 203 }
 204
 205 lockshaft_or = lockshaft_r + [clip_th,clip_th];
 206 cliprecess_ymax = cliprecess_h - lockshaft_r[1];
 207 clip_ymin = cliprecess_ymax - total_h;
 208 clip_ogap = clip_gap + clip_th*2;
 209
 210 module ClipElevationPositive(){
 211   hull(){
 212     oval(lockshaft_or);
 213     translate([0, -lockshaft_or[1] * sqrt(2)])
 214       square(center=true, 0.5);
 215   }
 216   translate([-lockshaft_or[0], 0])
 217     square([lockshaft_or[0]*2, cliprecess_ymax]);
 218   translate([-clip_ogap/2, 0]) mirror([0,1]) square([clip_ogap, -clip_ymin]);
 219 }
 220
 221 module ClipElevationNegative(){
 222   hull(){
 223     for (y=[0, cliprecess_ymax+1])
 224       translate([0, y])
 225         oval(lockshaft_r);
 226   }
 227   translate([-clip_gap/2, 1]) mirror([0,1]) square([clip_gap, 2-clip_ymin]);
 228 }
 229
 230 module ClipElevation(){
 231   difference(){
 232     ClipElevationPositive(1);
 233     ClipElevationNegative(0);
 234   }
 235 }
 236
 237 module ExtrudeClipElevation(extra=0){
 238   translate([0,
 239              lock_0y + lock_d/2 + clip_d + extra,
 240              -clip_ymin])
 241     rotate([90,0,0])
 242     linear_extrude(height= clip_d + extra*2, convexity=100)
 243     children(0);
 244 }
 245
 246 module ThroughHole(r, y, z, x=-50) {
 247   translate([x, y, z])
 248     rotate([0, 90, 0])
 249     cylinder(r=r, h=100, $fn=20);
 250 }
 251
 252 module MountingHoleCylinders(r, x=-50){
 253   for (z=[ 1/4, 3/4 ]) {
 254     rotate([0,0, backflange_angle])
 255       ThroughHole( r,
 256                    -tube_dia/2 -0.5*backflange_d + backflange_hole_dy,
 257                    total_h * z,
 258                    x);
 259   }
 260 }
 261
 262 module ThroughHoles(){
 263   MountingHoleCylinders(mountscrew_dia/2);
 264
 265   ThroughHole( clipbolt_dia/2,
 266                lock_0y + lock_d/2 + clip_d/2 + front_th/2,
 267                total_h - cliprecess_h - clip_th - clip_d/2 );
 268 }
 269
 270 module MainPositive(){
 271   difference(){
 272     union(){
 273       linear_extrude(height=total_h, convexity=100) MainPlan();
 274       ExtrudeClipElevation() ClipElevationPositive();
 275     }
 276     ExtrudeClipElevation(1) ClipElevationNegative();
 277   }
 278 }
 279
 280 module Bracket(){ ////toplevel
 281   difference(){
 282     MainPositive();
 283     ThroughHoles();
 284   }
 285 }
 286
 287 module TestTopEdge(){ ////toplevel
 288   intersection(){
 289     translate([0,0, -total_h])
 290       translate([0,0, 4])
 291       Bracket();
 292     translate([-200,-200,0])
 293       cube([400,400,100]);
 294   }
 295 }
 296
 297 module TestClipBoltHole(){ ////toplevel
 298   intersection(){
 299     union(){
 300       translate([0, 0, -5])
 301         Bracket();
 302       translate([-4, lock_0y + lock_d/2 + 1, 0])
 303         cube([8, 4, 1.5]);
 304     }
 305     translate([-200, lock_0y + lock_d/2 + 0.1])
 306       cube([400, 400, total_h-20]);
 307   }
 308 }
 309
 310 module Demo(){ ////toplevel
 311   Bracket();
 312   color("blue") MountingHoleCylinders(mountscrew_dia/2 - 0.1);
 313   color("black") MountingHoleCylinders(mountscrew_washer/2,
 314                                        back_ohw + 0.25);
 315 }
 316
 317 module DivideDemo(){ ////toplevel
 318   color("black") translate([0,0,-2]) MainPlan();
 319   color("grey") DivideInPlace() DivideHook();
 320   color("blue") translate([0,0,-4]) DivideInPlace() DivideCut();
 321 }
 322
 323 //MainPlan();
 324 //ClipElevationPositive();
 325 //ClipElevation();
 326 //MainPositive();
 327 //%ThroughHoles();
 328 //TestTopEdge();
 329 //TestClipBoltHole();
 330
 331 //Bracket();
 332