OOMWOO 自集尘底座风机选型：基于 ID 29 mm 管道的风量需求推导与候选规格研究-开发者社区

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Open-source vacuum robot cleaner

项目地址：https://gitcode.com/gh_mirrors/oo/oomwoo

本文是 OOMWOO 开源扫地机器人项目（gh_mirrors/oo/oomwoo）中底座自集尘（auto-empty dock）吸风机的选型研究指南，来源于 auto-empty-fan/README.md 的桌面调研成果。文章完整推导了「ID 29 mm 管道 + 20 m/s 稀相输送速度」所需的风量指标（≈13.2 l/s / 47.6 m³/h / 28 CFM），逐一核对了 BOM 中已选定的 21.6–25.2 V / 65 mm / 350 W 吸尘器级电机类别的真实风量余量，并整理了 Nidec 与 BG Motor 两家厂商的候选规格、采购渠道与全部数据陷阱。读完你将掌握：如何用体积流量而非真空度（Pa）给底座风机定指标、如何在 BOM 现有行上补充可复制的风量数值，以及该选型为何被「机器人进气口→尘盒→活门→管道→底座旋风+滤网」的整条系统曲线所钳制。

1. 结论速览：四个关键判断

这份文档不是普通的零件规格表，而是一次目标明确的「桌面研究基线」（desk research only，未做任何实测）。它给出的四个核心结论如下：

底座自集尘气路需要 ≈ 13.2 l/s（47.6 m³/h，0.79 m³/min，28 CFM），才能通过已在oomwoo-one-cad/docs/SPEC.md中冻结的ID 29 mm管道建立稀相输送所需的流速（20 m/s）。
BOM.md 已选定的 21.6–25.2 V / 65 mm / 350 W 吸尘器（stick-vac）类电机，按两家独立厂商公布的数据可提供 ≈ 80 m³/h 最大风量，约为需求的1.7 倍。因此 BOM 中"相较消费级自集尘底座偏弱（weak-ish）"的备注显得过于悲观。
但必须注意：以上都是自由流（free-flow）数据。真实工作点落在 PQ 曲线上，而系统阻力曲线目前还无法绘制（见第 7 节「开放问题：系统曲线」）。
并非该尺寸/电压等级的所有电机都能达标：同尺寸同电压带内有两个型号分别低于需求、恰好卡在需求线上。仅写"65 mm 吸尘器电机"不足以作为规格，「350 W」这个限定词才是真正起作用的。

2. 为什么用风量（airflow）而不是真空度（Pa）

这是项目已有的设计共识。vacuum-fan/README.md 明确写道：

real-world cleaning does not track raw suction (Pa) — mid-range sealed motors match flagships. Prioritise a well-sealed airflow path.（真实清洁效果并不随原始吸力（Pa）线性提升——中端密封电机足以匹敌旗舰；优先保证密封良好的气流路径。）

这一判断对底座风机是双重适用的：密封吸力（Pa）是在零流量下测得的。清空尘盒是质量输运（mass transport）问题，由管道内的空气速度即体积流量决定。Pa 只能告诉你风机的失速点（stall point），并不能告诉你碎屑动不动得了。

文档指出了一个现状问题：当前BOM.md和SPEC.md对底座风机的规格只有伏特、瓦特和 kPa，整个底座规格里没有任何风量数值。本文档即为此提出一个具体数值建议。

3. 需求推导：风量指标从哪来

3.1 两个已冻结的输入

输入	数值	来源
自集尘管内径	29 mm（外径 33 mm）	`oomwoo-one-cad/docs/SPEC.md`，基于 X20 底座拆解实测
目标输送速度	20 m/s	稀相气力输送（dilute-phase pneumatic conveying），粗颗粒家庭碎屑

稀相气力输送的典型速度范围是15–30 m/s。细粉（如水泥）10–12 m/s 即可，但家庭碎屑——头发、砂砾、面包屑、压实的毛絮——更粗更密，设计点应取区间上限。**20 m/s 被当作下限（floor）**使用。

3.2 截面积与流量计算

管道截面积（半径 r = 29 mm / 2 = 0.0145 m）：

A = π · (0.0145 m)² = 6.605 × 10⁻⁴ m² Q = A · v = 6.605e-4 · 20 m/s = 0.0132 m³/s

3.3 需求汇总表（三档速度）

l/s	m³/h	m³/min	CFM
保守（15 m/s）	9.9	35.7	0.60	21
设计点（20 m/s）	13.2	47.6	0.79	28
舒适（25 m/s）	16.5	59.4	0.99	35

3.4 对管径的敏感性：二次方关系

流量对管径的敏感性是二次方的（Q ∝ d²），所以这个数字的稳定程度完全取决于 29 mm 这个决策是否被更改：

管内径	20 m/s 时的 Q
25 mm	9.8 l/s（35 m³/h）
29 mm	13.2 l/s（47.6 m³/h）
33 mm	17.1 l/s（61.6 m³/h）
40 mm	25.1 l/s（90.5 m³/h）

3.5 一个有用的量级参考

作为参照，机器人本体的吸尘风机大约能提供12 CFM量级的流量。这意味着底座风机是机载风机的 2–3 倍大的气动件——这正好验证了它应该是一个独立的零件类别，而不是机器人风机的第二份拷贝。这一点与 design-document.md 中「打印几何结构、采购机构件与耗材件」的策略一致：底座自集尘需要它自己的风机与尘盒/尘袋。

4. BOM 已选类别的真实能力：Nidec 系列数据

BOM.md 的 Dock 表格中，Auto-empty suction fan一行是「21.6–25.2 V / 65 mm / 350 W」的吸尘器级 BLDC 电机（详见 BOM.md 的 Dock 小节）。Nidec 公开的吸尘器/无线吹风机产品线恰好覆盖了这个尺寸与功率段。下表为 Nidec 官方公布的自由流数据：

尺寸（mm）	效率	输入功率	最大风量	= m³/h	相对需求	最大真空	吸气功率	转速
Φ48 × 65.4	50 %	120–230 W	1.2 m³/min	72	1.5×	15 kPa	115 W	90,000 rpm
Φ58 × 63.3/66.6	53 %	250 / 350 W	1.2 / 1.35 m³/min	72 / 81	1.5–1.7×	23 kPa	132 /185 W	72–82k rpm
Φ60 × 73.3	50 %	500 W	1.35 m³/min	81	1.7×	26.8 kPa	250 W	90,000 rpm
Φ48 × 61.1	43 %	120 W	0.65 m³/min	39	0.8× ✗	19 kPa	51.6 W	78,000 rpm
Φ58 × 64.7	44 %	250 W	0.8 m³/min	48	1.0× ⚠	27 kPa	110 W	78,000 rpm
Φ62 × 64.5	47 %	670 W	1.5 m³/min	90	1.9×	28 kPa	315 W	105,000 rpm
Φ58 × 74.9	>44 %	250 W	1.2 m³/min	72	1.5×	>21 kPa	110 W	72,000 rpm

4.1 350 W 那一行就是 BOM 描述的对象

350 W 行（21.6–25.2 V、65 mm、350 W）对应 BOM 中的描述：1.35 m³/min = 81 m³/h，约需求的 1.7 倍，且吸气功率达185 W，而任务本身只需要约66 W（13.2 l/s × 假设 ~5 kPa 系统压损——见注意事项）。

4.2 两个值得记录的关键阅读结论

这个类别并不弱。在 350 W 档位上，自由流拥有可观的设计余量。
但「属于该类别」不等于「够用」。Φ48 × 61.1（0.65 m³/min）不合格，Φ58 × 64.7（0.8 m³/min）恰好落在需求线上——这两者都是 65 mm 级别的吸尘器风机。规格必须写出风量数值，而不是只写外形尺寸。

4.3 效率列为什么重要

效率列同时解释了为什么一颗 350 W 的 BLDC 能胜过体积大得多的市电电机：BLDC 的效率为43–53 %，而廉价交流串励（universal）电机只有约25–30 %。这正是 BOM 选择「低压大功率 BLDC + 外置电源适配器」路线（把市电走线挡在底座之外、远离拖地水路的理由）背后的电气基础。

5. 独立佐证：宁波 BG Motor 的交叉验证

Nidec 一家之言不够，文档找到了第二家厂商做交叉验证。宁波 BG Motor（Ningbo BG Motor）为其低压 BLDC 真空电机产品线公布了风量数据，其中最接近 BOM 规格的型号与 Nidec 落在同一数值上：

来源	型号	电压	直径	类别	公布风量
BG Motor（CN）	BG26	22.2 V	66 mm	100–300 W	80 m³/h
Nidec（JP）	Φ58 × 63.3/66.6	吸尘器级	58 mm	350 W	81 m³/h

两家互不相关的制造商、同一尺寸与功率类别，80 vs. 81 m³/h。这两个数字都不是本项目实测的，但它们彼此印证——两份独立来源的互相印证比任何单一来源都更可信（BG 目录的数据质量问题见第 6 节）。

6. 有公布风量的候选型号

型号	电压	功率	直径	风量	最大真空	相对需求
BG26	22.2 V	100–300 W	66 mm	80 m³/h	22.5 kPa	1.7×
BG36	24 V	350 W	91 mm	71.4 m³/h	17 kPa	1.5×
BG-43L300X001	12–48 V	300–600 W	109 mm	120–150 m³/h	18–20 kPa	2.5–3.2×
BG51C500X001	36–48 V	300–600 W	—	数据不可用，见注意事项	16.5–20.2 kPa	?

BG26 是与 BOM 现有行（21.6–25.2 V、65 mm）最接近的匹配，也是目前找到的、既在指定类别内又有公布风量数据的唯一候选。

6.1 这些数据的出处与采购说明

BG26、BG36、BG-43L300X001 出现在 BG Motor 的 BLDC 真空电机技术目录（technical catalogue）及续页中；BG51C500X001 是低压系列中唯一有独立产品页的型号（标注 1,000 h 寿命）。注意：该网站是技术目录而非商店，下单需通过其 Made-in-China 店铺或直接联系工厂。
采购要点：BG Motor 支持直购，MOQ 2 件，FOB 价约30–46 美元，交期 15–20 天，可国际运输。这让所有地区的 DIY 用户都能拿到同一个 SKU——这与备件渠道形成对比：BOM.md已明确警告过「标注'适配某款真空 X'的风扇未必是 X 的原装风扇（市面上有以低功率替代品冒充高吸力型号出售的情况）」。
遵循项目约定（BOM.md只链接搜索页而非商品页，因为商品列表会频繁变动），本文不给出任何第三方转售链接。
Nidec 产品线在此仅作为该类别的参考数据，不构成采购推荐。

7. 注意事项与数据陷阱

7.1 自由流不是工作点

本文所有风量数字都是零静压下最大空气体积，所有 kPa 数字都是零流量下最大真空——它们是 PQ 曲线的两个端点。真实性能取决于风机曲线与系统阻力曲线的交点，自由流下 1.7× 的余量并不能保证实际工作中 1.0×。

7.2 5 kPa 系统压损只是假设

它仅用于校验吸气功率的量级，不应被当作结论引用。

7.3 BG 目录存在明显的单位错误

编撰本文时发现了两处：某型号风量写成164.4 m³/min（对 500 W 电机而言约 5,800 CFM，物理上荒谬），另一处写成106.8–152.4 m³/min；同一型号的噪声同时标为≤65 dB和90 dB。第 6 节使用的 m³/h 数值尚属合理且有交叉印证，但写入 BOM 之前必须向厂商确认。

7.4 本文档没有任何实测

按 part-specs/README.md 的验收标准「verifiable by someone else with the same part（其他人拿到同一零件可复现验证）」，本文档单独并不满足——它是一个桌面研究基线，作用是告诉下一位贡献者：该测什么、以什么为参照去测。

8. 开放问题：系统曲线

这是决定整个结论走向的关键点。SPEC.md中有一句决定性表述：

let the dock's suction draw makeup air in through the robot's own intake mouth… This is the single thing that determines whether auto-empty actually evacuates dust vs. just whistling.（让底座吸力通过机器人自身的吸尘口补入空气……这是决定自集尘是真正清出灰尘、还是只是"空吹口哨"的唯一因素。）

这意味着系统的阻力不是那根 29 mm 管道本身，而是机器人进气路径 + 尘盒容积 + 活门 + 管道 + 底座旋风分离与滤网的串联。在整条路径的几何尚未成型之前，其阻力曲线无法计算——而没有这条曲线，任何候选都只能被排序、不能被确认。

这也就让风机选型从属于尘盒几何设计（见进行中的 Discussion #2），而非独立决策。从项目结构看，这与 dust-bin RFC 的进度（尘盒本体仍在设计）以及 dock-cycle RFC 中「自集尘/洗烘底座在模拟中建模、行为尚未开工」的状态一致——风机选型是下游依赖项。

9. 与仓库其他模块的衔接：风机该怎么被驱动

底座风机不是孤立零件，它最终要挂在底座控制板上。仓库中的相关证据：

BOM.md Dock 小节：底座板（Dock board）包含DC 输入 + 保险丝 + TVS、ESP32 MCU/WiFi、用于吹风机的 high-side FET/继电器、IR 归航信标、按钮、机器人在位检测、充电触点 FET、水泵/风机驱动。风机选择「低压 BLDC + 外置电源适配器」正是为了把市电排除在底座之外。
part-specs/README.md 列出了风机规格待补清单：额定电压/电流/RPM、风量 + 静压（Pa）、BLDC 驱动方式与接口（PWM / tach / hall / 三相）、软启动/保护行为、连接器型号与针脚定义、线长、波形、重量。
硬件合同缺口文档（HW-SW-006）指出：原理图备注显示风机使用high-side P-MOSFET + 转速（tach）反馈，但桥接层需要先确认「风机百分比」映射到电源开关、PWM 输入还是外部 ESC——这也正是设计文档中「BLDC 风机通过外部 ESC 驱动（一个 PWM 命令 + FG 反馈），而非 MCU 内做 FOC」建议的落地问题。
底座的分层发布节奏（基础充电 → 自集尘 → 自集尘+洗烘）见 design-document.md 第 9 节与 RFC 板的 dock-cycle 行。

10. 还缺什么：待办清单

任一候选的PQ 曲线——这是价值最高的缺失数据
真实零件、通过 29 mm 孔径的实测风量
机器人进气口 → 尘盒 → 活门 → 管道路径的系统阻力
鉴于上文目录错误，厂商确认 BG26 的 80 m³/h
驱动细节：BLDC 驱动器、控制接口（PWM / tach / hall）、软启动、保护
连接器型号、针脚定义、线长、重量

11. 留给维护者的问题

Nidec 13F704P640—— 该料号既不在 Nidec 自己 51 页的真空风机产品线里，也不在 part-specs 已链接的机器人吸尘器资料集中，网上也查无踪迹。它从哪来？
64XC216-085D—— 同样查无踪迹。出处是？
BOM 中"弱（weak-ish）"的备注是基于实测还是印象？如果是实测数据，它将取代本文第 4 节的一切结论。

（这两枚料号目前出现在 BOM.md 的Auto-empty suction fan行中，与 MBD65 并列。）

12. 建议修改（尚未应用）

按 CONTRIBUTING.md 的约定，共享文件不在贡献目录内直接修改，以下建议仅供维护者评审：

BOM.md，Dock →Auto-empty suction fan：将"Weak-ish compared to consumer auto-empty docks"替换为风量数值，例如"≈80 m³/h free-flow, ~1.7× the 47.6 m³/h needed by the ID 29 mm port; operating point unverified"。
BOM.md：机器人吸尘风机行列出20N704R310与20N704R500，其规格已存在于 part-specs 链接的 Nidec 机器人吸尘器资料集中但尚未转录：14.4 V、31.7 W、17,200 rpm、2.2 A、最大静压 2,600 Pa、最大风量 0.78 m³/min、70 dB(A)。
part-specs/README.md 的Already found小节：补充 Nidec 真空风机产品线（当前未列出）。

13. 数据溯源（Provenance）

数据项	来源
管径 ID 29 mm / OD 33 mm	`makerspet/oomwoo-one-cad`的`docs/SPEC.md`（源自 X20 底座拆解）
Nidec 吸尘器级风机表格	Nidec《Blower line-up for Vacuum Cleaner Ver.16C》2021-05-06，51 页
Nidec 机器人吸尘器风机	Nidec《Robot Cleaner Motor Product Introduction》2020-09-18（part-specs 已链接）
Nidec PQ 曲线约定	Nidec 官网《Airflow / static-pressure characteristics》技术资料
BG26 / BG36 / BG-43L300X001	宁波 BG Motor 工厂 BLDC 真空电机目录
BG51C500X001	BG Motor 独立产品页
BG 价格 / MOQ / 交期	BG Motor 的 Made-in-China 店铺
输送速度 15–30 m/s	稀相气力输送参考文献

修订状态：draft 1 · 桌面研究 · 无实测。

附：本文档在仓库中的定位与后续路径

本文件位于 contributions/part-specs/serengon/auto-empty-fan/README.md，属于 part-specs RFC（当前进度约 85%）下的一个零件规格研究贡献。它直接服务于 BOM.md 的底座风机行，并与其上游约束（oomwoo-one-cad的 SPEC.md 管径冻结、dust-bin RFC 的尘盒几何、dock-cycle RFC 的底座建模）构成依赖链。后续贡献者可以在此基础上：① 实测任一候选零件的 PQ 曲线；② 测绘机器人进气路径的系统阻力；③ 与厂商确认 BG26 的风量数据，从而把这份「桌面研究基线」升级为满足 part-specs 验收标准的可复现规格。