scaffold-clamp-common.scad

   1 // -*- C -*-
   2
   3 include <utils.scad>
   4
   5 tube_dia = 48.3;
   6
   7 th = 7;
   8
   9 pin_gap = 1.5; // around
  10
  11 smooth_r = 15;
  12
  13 bolt_dia = 5 + 0.75;
  14 bolt_flat = 10 + 1;
  15
  16 nbolts = 2;
  17
  18 open_gap = 10;
  19
  20 hinge_unit = 10;
  21 hinge_z_gap = 1;
  22
  23 hinge_units = 4;
  24
  25 // ---------- vhook ----------
  26
  27 vhook_th = 14;
  28
  29 // ---------- hhook ----------
  30
  31 hhook_inside = 40;
  32 hhook_th = 4;
  33 hhook_l = 40;
  34
  35 // ========== defaults ==========
  36
  37 pin_head_th = th/2;
  38 pin_dia = th;
  39 pin_hole_dia = pin_dia/2;
  40 pin_tail = pin_hole_dia + pin_head_th + hinge_z_gap*3;
  41
  42 // ========== calculated ==========
  43
  44 hole_dia = th + pin_gap;
  45
  46 main_r = tube_dia/2 + th;
  47
  48 hinge_gap = pin_gap;
  49
  50 hinge_o_r = 0.5 * hole_dia + th;
  51
  52 hinge_x = -0.5 * tube_dia - hinge_o_r;
  53 bolt_x = 0.5 * tube_dia + th + bolt_flat * 0.5;
  54 max_x = bolt_x + max(0.5 + bolt_dia + th, 0.5 * bolt_flat/2);
  55
  56 flats_y = open_gap/2 + th;
  57
  58 stride_z = hinge_unit*2 + hinge_z_gap*2;
  59 total_z = hinge_units * stride_z - hinge_z_gap;
  60
  61 min_z = -total_z/2;
  62 max_z = +total_z/2;
  63
  64 pin_flatten = pin_dia/2 * (1 - cos(45));
  65
  66 bolt_stride = total_z / nbolts;
  67
  68 // calculated - vhook
  69
  70 vhook_inside = 15;
  71
  72 vhook_theta = atan2( smooth_r, main_r );
  73
  74 vhook_y0 = -max(main_r, (tube_dia/2 + vhook_th));
  75 vhook_ctr = vhook_y0 - vhook_inside/2;
  76 vhook_outer_dia = vhook_inside + vhook_th*2;
  77
  78 // calculated - hhook
  79
  80 hhook_outer_dia = hhook_inside + hhook_th*2;
  81
  82 hhook_ctr = -max(main_r + hhook_inside/2,
  83                  tube_dia/2 + hhook_outer_dia/2);
  84
  85 $fa = 3;
  86 $fs = 0.1;
  87
  88 module SmoothPlan(){
  89   offset(r=-smooth_r) offset(delta=smooth_r) children(0);
  90 }
  91
  92 module TubePlan(){ circle(r = tube_dia/2); }
  93 module MainCirclePlan(){ circle(r = main_r); }
  94
  95 module PlanWeldMainCircle(){
  96   intersection(){
  97     difference(){
  98       SmoothPlan(){
  99         union(){
 100           MainCirclePlan();
 101           children(0);
 102         }
 103       }
 104       TubePlan();
 105     }
 106     rotate(-135) square(100);
 107   }
 108 }
 109
 110 module MainPlan(flatten=false) {
 111   difference(){
 112     SmoothPlan()
 113       union(){
 114       translate([hinge_x, 0]) circle(r= hinge_o_r);
 115       MainCirclePlan();
 116       rectfromto([0,           -flats_y],
 117                  [max_x,       +flats_y]);
 118     }
 119     TubePlan();
 120     rectfromto([0,       -open_gap/2],
 121                [max_x+1, +open_gap/2]);
 122     translate([hinge_x, 0]) {
 123       intersection(){
 124         circle(r= hole_dia/2);
 125         if (flatten)
 126           translate([ pin_flatten, 0 ])
 127           square(center=true, [hole_dia, hole_dia + 1]);
 128       }
 129     }
 130   }
 131 }
 132
 133 module Portion(d=0) {
 134   translate([hinge_x, 0]) circle(r= hinge_o_r + d);
 135   rectfromto([hinge_x*2, 0],
 136              [max_x+10, -(tube_dia/2+th+10)]);
 137 }
 138
 139 module MainPlanA(flatten){
 140   intersection(){
 141     MainPlan(flatten);
 142     Portion(0);
 143   }
 144 }
 145
 146 module MainPlanB(flatten){
 147   difference(){
 148     MainPlan(flatten);
 149     Portion(hinge_gap);
 150   }
 151 }
 152
 153 module HalfClampX(flatten=false){
 154   difference(){
 155     translate([0,0, min_z]) {
 156       linextr(0, total_z) mirror([0,1]) MainPlanB();
 157       for (i=[0 : hinge_units-1]) {
 158         translate([0,0, stride_z*i])
 159           linextr(0, hinge_unit) MainPlanA(flatten);
 160       }
 161     }
 162     for (j=[0:nbolts-1]) {
 163       translate([ bolt_x, 0, min_z + (j + 0.5) * bolt_stride ]) {
 164         translate([0, -tube_dia/2, 0])
 165           rotate([-90,0,0])
 166           cylinder(r= bolt_dia/2, h= tube_dia);
 167         translate([0, -flats_y, 0])
 168           rotate([90,0,0])
 169           cylinder(r= bolt_flat/2, h= tube_dia/2);
 170       }
 171     }
 172   }
 173 }
 174
 175 // ---------- vhook ----------
 176
 177 module VHookProfile() {
 178   translate([0, -vhook_inside/2 - vhook_th/2])
 179     circle(r = vhook_th/2);
 180 }
 181
 182 module VHookHookMain(outer=false){ ////toplevel
 183   rotate([0,90,0])
 184     rotate_extrude(convexity=10)
 185     rotate([0,0,90])
 186     hull(){
 187       VHookProfile();
 188       if (outer) {
 189         translate([0,-vhook_outer_dia]) square(center=true, vhook_th);
 190       }
 191     }
 192 }
 193
 194 module VHookPartA(){ ////toplevel
 195   DummyA();
 196
 197   translate([0, vhook_ctr, 0]){
 198     for (m=[0,1]) {
 199       mirror([0, m, 0]) {
 200         linextr(-0.1, vhook_outer_dia/2)
 201           VHookProfile();
 202         translate([0, -vhook_inside/2 -vhook_th/2, vhook_outer_dia/2])
 203           sphere(r= vhook_th/2);
 204       }
 205     }
 206
 207     intersection(){
 208       VHookHookMain(outer=true);
 209       linextr_y_xz(0, vhook_outer_dia/2) hull(){
 210         VHookProfile();
 211         translate([0,-0.1]) square(center=true, [vhook_th, 0.2]);
 212       }
 213     }
 214
 215     intersection(){
 216       VHookHookMain();
 217       translate([0,0, -vhook_outer_dia])
 218         cube(center=true, vhook_outer_dia*2);
 219     }
 220   }
 221
 222   //translate([0, vhook_y0, 50]) rotate([0,0,-90]) color("black") cube(10);
 223   // translate([0,0,-150]) rotate([0,0,180 + theta]) color("blue") cube(100);
 224 }
 225
 226 module VHookPlanDemo(){
 227   MainPlanA();
 228   translate([0, vhook_ctr, 5])
 229     for (m=[0,1]) {
 230       mirror([0,m])
 231         color("blue") VHookProfile();
 232     }
 233 }
 234
 235 // ---------- hhook ----------
 236
 237 module HHookHookPlan(){
 238   translate([0, hhook_ctr]){
 239     difference(){
 240       circle(r = hhook_outer_dia/2);
 241       circle(r = hhook_inside/2);
 242       rectfromto([+hhook_outer_dia, -hhook_outer_dia],
 243                  [0,                +hhook_outer_dia]);
 244     }
 245     translate([0, -(hhook_inside/2 + hhook_th/2)]){
 246       hull(){
 247         for (x=[-0.1, hhook_l]) {
 248           translate([x,0]) square(center=true, hhook_th);
 249         }
 250       }
 251     }
 252   }
 253 }
 254
 255 module HHookPartA(){ ////toplevel
 256   DummyA();
 257   linextr(min_z, max_z) {
 258     HHookHookPlan();
 259   }
 260 }
 261
 262 module HHookPlanDemo(){
 263   MainPlanA();
 264   HHookHookPlan();
 265 }
 266
 267 // ---------- misc ----------
 268
 269 module PinSitu(){ ////toplevel
 270   difference(){
 271     union(){
 272       translate([0,0, -pin_head_th])
 273         cylinder(r= pin_dia/2, h = total_z + pin_head_th + pin_tail);
 274       mirror([0,0,1])
 275         cylinder(r= hinge_o_r - pin_gap, h = pin_head_th);
 276     }
 277     translate([0,0, total_z + pin_tail/2])
 278       rotate([0,90,0])
 279       translate([0,0, -pin_dia])
 280       cylinder(r= pin_hole_dia/2, h=pin_dia*2);
 281     translate([pin_dia/2 * cos(45), -50, -pin_head_th*2])
 282       cube([50,100, total_z*2]);
 283   }
 284 }
 285
 286 module Pin(){ ////toplevel
 287   rotate([0,90,0]) {
 288     PinSitu();
 289   }
 290 }
 291
 292 module GeneralB(){ ////toplevel
 293   HalfClampX(true);
 294 }
 295
 296 module DummyA(){ ////toplevel
 297   HalfClampX();
 298 }
 299
 300 module PlanDemo(){ ////toplevel
 301   MainPlan();
 302   translate([0,0,-4]) color("red") Portion(1);
 303   translate([0,0,-2]) color("grey") Portion(0);
 304
 305   translate([0, tube_dia*1.5]) {
 306     MainPlanB();
 307     MainPlanA();
 308   }
 309
 310   translate([0, -tube_dia*1.5]) {
 311     VHookPlanDemo();
 312   }
 313   translate([tube_dia*4, 0]) {
 314     HHookPlanDemo();
 315   }
 316 //  translate([max_x - hinge_x + 20, 0]) color("blue") MainPlanA();
 317 }
 318
 319 module Demo(){ ////toplevel
 320   color("red") rotate([180,0,0]) GeneralB();
 321   color("blue") DummyA();
 322   color("orange") translate([hinge_x, 0, min_z - hinge_z_gap])
 323     rotate([0,0,180]) PinSitu();
 324 }
 325
 326 //PlanDemo();
 327 //HalfClamp();