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 DividePlan(xl=10){
 101   w = divide_shaft_w;
 102   g = divide_gap;
 103   l = divide_shaft_l + g;
 104   t = divide_head_th + g;
 105   dx = divide_head_dx;
 106   for (m=[0,1]) mirror([m,0]) {
 107     translate([w, 0]) square([xl, g]);
 108     for (i=[0:divide_heads-1]) {
 109       translate([w, i*(l + t)]) {
 110         translate([0, 0]) square([g, l + g]);
 111         translate([0, l]) square([divide_head_dx + g, g]);
 112         translate([dx, l]) square([g, t + g]);
 113         translate([0, l + t])
 114           square([divide_head_dx + g, g]);
 115       }
 116     }
 117     translate([-0.1, (l + t) * divide_heads])
 118       square([w + g, g]);
 119   }
 120 }
 121
 122 module DividePlanInPlace(xl=10){
 123   rotate([0,0, -divide_angle])
 124     translate([ -tube_dia/2 -tube_th/2 - divide_fudge_r, 0])
 125     DividePlan(xl);
 126 }
 127
 128 module DivideHook(){ ////toplevel
 129   w = tube_th/2;
 130   d = divide_gap;
 131
 132   translate([-1,0] * (w + d + w)){
 133     for (sx=[-1,+1])
 134       translate([-(w + w+d) * sx, 0]) circle(r= w);
 135     difference(){
 136       circle(r = 3*w + d);
 137       circle(r =   w + d);
 138       translate([-10*w, -10*w]) square([20*w, 10*w]);
 139     }
 140   }
 141 }
 142
 143 module DivideCut(){
 144   w = tube_th/2;
 145   d = divide_gap;
 146
 147   difference(){
 148     offset(r=divide_gap) DivideHook();
 149     DivideHook();
 150     translate([-2*w,0]) mirror([0,1]) square([4*w, 4*w]);
 151   }
 152 }
 153
 154 module DivideInPlace(){
 155   rotate([0,0, -divide_angle])
 156     translate([ -tube_dia/2 -tube_th/2, 0])
 157     children();
 158 }
 159
 160 module DivideSurround(){
 161   w = tube_th/2;
 162   d = divide_gap;
 163
 164   offset(r= w*2) {
 165     hull() {
 166       DivideCut();
 167       translate([-(4*w + 2*d), 8*w]) circle(r=w);
 168     }
 169   }
 170 }
 171
 172 module MainPlan(){ ////toplevel
 173   difference(){
 174     union(){
 175       difference(){
 176         union(){
 177           hull(){
 178             for (t=[0, tube_rear_extra_th])
 179               translate([0, -t])
 180                 circle(r = tube_or);
 181           }
 182           rotate([0,0, backflange_angle])
 183             translate([-back_ohw,0]) mirror([0,1])
 184             square([back_ohw*2, backflange_ymin]);
 185
 186           translate([0, lock_0y]){
 187             oval(lock_or);
 188           }
 189
 190           hull(){
 191             JoinCircs(0.01);
 192             polygon([[0,0], lock_0, [-lock_0[0], lock_0[1]]]);
 193           }
 194         }
 195
 196         rotate([0,0, backflange_angle])
 197           translate([-back_gap/2,1]) mirror([0,1])
 198           square([back_gap, backflange_ymin+2]);
 199
 200         JoinCircs(join_cr);
 201       }
 202
 203       DivideInPlace() DivideSurround();
 204     }
 205     translate([0, lock_0y]){
 206       oval([lock_w/2, lock_d/2]);
 207     }
 208
 209     circle(r = tube_dia/2);
 210
 211     DivideInPlace() DivideCut();
 212   }
 213 }
 214
 215 lockshaft_or = lockshaft_r + [clip_th,clip_th];
 216 cliprecess_ymax = cliprecess_h - lockshaft_r[1];
 217 clip_ymin = cliprecess_ymax - total_h;
 218 clip_ogap = clip_gap + clip_th*2;
 219
 220 module ClipElevationPositive(){
 221   hull(){
 222     oval(lockshaft_or);
 223     translate([0, -lockshaft_or[1] * sqrt(2)])
 224       square(center=true, 0.5);
 225   }
 226   translate([-lockshaft_or[0], 0])
 227     square([lockshaft_or[0]*2, cliprecess_ymax]);
 228   translate([-clip_ogap/2, 0]) mirror([0,1]) square([clip_ogap, -clip_ymin]);
 229 }
 230
 231 module ClipElevationNegative(){
 232   hull(){
 233     for (y=[0, cliprecess_ymax+1])
 234       translate([0, y])
 235         oval(lockshaft_r);
 236   }
 237   translate([-clip_gap/2, 1]) mirror([0,1]) square([clip_gap, 2-clip_ymin]);
 238 }
 239
 240 module ClipElevation(){
 241   difference(){
 242     ClipElevationPositive(1);
 243     ClipElevationNegative(0);
 244   }
 245 }
 246
 247 module ExtrudeClipElevation(extra=0){
 248   translate([0,
 249              lock_0y + lock_d/2 + clip_d + extra,
 250              -clip_ymin])
 251     rotate([90,0,0])
 252     linear_extrude(height= clip_d + extra*2, convexity=100)
 253     children(0);
 254 }
 255
 256 module ThroughHole(r, y, z, x=-50) {
 257   translate([x, y, z])
 258     rotate([0, 90, 0])
 259     cylinder(r=r, h=100, $fn=20);
 260 }
 261
 262 module MountingHoleCylinders(r, x=-50){
 263   for (z=[ 1/4, 3/4 ]) {
 264     rotate([0,0, backflange_angle])
 265       ThroughHole( r,
 266                    -tube_dia/2 -0.5*backflange_d + backflange_hole_dy,
 267                    total_h * z,
 268                    x);
 269   }
 270 }
 271
 272 module ThroughHoles(){
 273   MountingHoleCylinders(mountscrew_dia/2);
 274
 275   ThroughHole( clipbolt_dia/2,
 276                lock_0y + lock_d/2 + clip_d/2 + front_th/2,
 277                total_h - cliprecess_h - clip_th - clip_d/2 );
 278 }
 279
 280 module MainPositive(){
 281   difference(){
 282     union(){
 283       linear_extrude(height=total_h, convexity=100) MainPlan();
 284       ExtrudeClipElevation() ClipElevationPositive();
 285     }
 286     ExtrudeClipElevation(1) ClipElevationNegative();
 287   }
 288 }
 289
 290 module Bracket(){ ////toplevel
 291   difference(){
 292     MainPositive();
 293     ThroughHoles();
 294   }
 295 }
 296
 297 module TestTopEdge(){ ////toplevel
 298   intersection(){
 299     translate([0,0, -total_h])
 300       translate([0,0, 4])
 301       Bracket();
 302     translate([-200,-200,0])
 303       cube([400,400,100]);
 304   }
 305 }
 306
 307 module TestClipBoltHole(){ ////toplevel
 308   intersection(){
 309     union(){
 310       translate([0, 0, -5])
 311         Bracket();
 312       translate([-4, lock_0y + lock_d/2 + 1, 0])
 313         cube([8, 4, 1.5]);
 314     }
 315     translate([-200, lock_0y + lock_d/2 + 0.1])
 316       cube([400, 400, total_h-20]);
 317   }
 318 }
 319
 320 module Demo(){ ////toplevel
 321   Bracket();
 322   color("blue") MountingHoleCylinders(mountscrew_dia/2 - 0.1);
 323   color("black") MountingHoleCylinders(mountscrew_washer/2,
 324                                        back_ohw + 0.25);
 325 }
 326
 327 module DividePlanDemo(){ ////toplevel
 328   DividePlan();
 329 }
 330
 331 module DivideDemo(){ ////toplevel
 332   color("black") translate([0,0,-2]) MainPlan();
 333   color("grey") DivideInPlace() DivideHook();
 334   color("blue") translate([0,0,-4]) DivideInPlace() DivideCut();
 335 }
 336
 337 //MainPlan();
 338 //ClipElevationPositive();
 339 //ClipElevation();
 340 //MainPositive();
 341 //%ThroughHoles();
 342 //TestTopEdge();
 343 //TestClipBoltHole();
 344
 345 //Bracket();
 346