OOMWOO 开源扫地机器人边刷电机、边刷与充电触点部件规格详解
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本文以 contributions/part-specs/OsakaTX/side-brush-charging-contacts-specs.md（2026-07-16 编译）为骨架，系统梳理 OOMWOO 开源扫地机器人项目中边刷电机（Side Brush Motor）、边刷（Side Brushes）与充电触点（Charging Contacts）三组关键部件的选型规格、物理拆解结论、固件控制接口与设计建议。文中数据源自上游 BOM.md 的三个新条目（commit
5977b86、61a6063、37f0bdc）、codetiger/VacuumTiger 固件源码分析，以及 iFixit 拆解指南、particleflux.codes 拆解、Reddit r/Roborock 实测等公开资料，并结合作者物理拆解与固件源码逐项验证。读完本文，你将掌握：如何为 OOMWOO 选择固定式或 FlexiArm 可伸缩边刷电机、如何确认边刷电机与主刷电机在 GD32 固件中的控制指令与数据格式、如何设计机器人侧镍片 + 底座侧 pogo pin 的接触式充电系统，以及如何通过固件中的充电标志位与电压偏移量判断"已上座/正在充电"状态。
1. 背景：三个新增 BOM 条目的来龙去脉
OOMWOO 的部件采购清单（BOM.md）在 2026-07-14 至 07-16 之间新增了三个可研究的部件规格条目：
| Commit | 说明 | 日期 |
|---|---|---|
5977b86 | "Sourced side brushes"（采购边刷） | 07-14 |
61a6063 | "Source side brush motor assembly"（采购边刷电机组件） | 07-14 |
37f0bdc | "Sourced robot charging contacts"（采购机器人充电触点） | 07-16 |
壁障传感器与地毯传感器（commit2a71e64、91476ba）在配套文档 contributions/part-specs/OsakaTX/wall-carpet-sensor-specs.md 中单独覆盖，本文不展开。
结合 docs/design-document.md 的"打印 vs 采购"策略（§2），边刷组件属于混合方案（Hybrid）：采购现成的刷头 + 小型齿轮电机，3D 打印安装支架，并且 v1 明确固定式（Fixed）而非可伸缩式（Extendable）——可伸缩 FlexiArm 是机械复杂度很高的执行机构，被列为 P2+ 社区改装方向而非 MVP 需求（§3.1）。这套决策正是本文三组部件规格要支撑的落地细节。
2. 边刷电机（Side Brush Motor）
2.1 BOM 条目与两种变体
| 类型 | 价格 | 兼容型号 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 固定式（Fixed） | $7-10 | Roborock S5、S50、S51、S52、S55、S502-00/01/02/03、S552-00、S5 Max、S6、S6 Pure、S6 MaxV、S60、S61、S65、S7、S7 MaxV、S7 Plus、S70、S75；Xiaowa/Xiaomi C10、E20、E25、E35 | 标准边刷电机 |
| 可伸缩式（FlexiArm） | $18-35 | Roborock Qrevo Master/Edge/Slim/Pro/S Pro、S8 MaxV Ultra、S8 Max Ultra、Q55 Pro、G20、G20S、V20 | 电机驱动伸缩臂 |
固定式电机与主刷电机一样，是跨 Roborock S5～S7 MaxV 全家族（含 Xiaomi C10/E20/E25/E35）共享的标准替换件，零售 $7-10 即可买到。FlexiArm 是可伸缩的新一代设计，用于旗舰型号（Qrevo、S8 MaxV、G20S、V20），不可与固定式直接互换。
2.2 电机类型——物理拆解确认
- 类型：有刷直流电机（Brushed DC motor）——由 Reddit 拆解（u/BinturongHoarder，2025-01）确认：
- 内含碳刷（磨损电机内部发现煤尘/碳粉）
- 两端为烧结青铜自润滑轴套（sintered bronze self-lubricating bushings），而非滚珠轴承
- 电机外壳未密封，可能受灰尘侵入影响
- 电机无法无损打开，拆解即破坏
- 机器人通过电流检测识别堵转并关闭电机作为安全措施
- 结构：金属 + PVC 外壳
- 重量：约 0.150 kg（Amazon 替换电机 "Mytkoj" 品牌清单数据）
从固件与 I/O 板设计角度看，堵转检测正是 docs/ARCHITECTURE.md §5.4 中 MCU"电流限制卡死刷头（current-limits a stuck brush）"这一硬安全职责的物理基础——安全逻辑始终位于 STM32 MCU，而非 Linux/ROS2 侧。
2.3 齿轮箱（Gearbox）——拆解确认
- 类型：2 级减速塑料齿轮箱：
- 齿轮箱内有两个白色塑料齿轮
- 内含润滑脂
- 齿轮与润滑脂通常可靠——电机故障才是常见问题，而非齿轮
- 传动比：官方未公布；AliExpress wiki 声称 1:40（S5/S5 Max）、1:45（S6 Pure/MaxV）、1:50（S7/MaxV）——这些值来自零售 wiki，未经制造商数据表核实，应视为近似值
- 安装方式：3 颗螺丝将齿轮箱组件固定到底盘；电机内部由 2 颗螺丝固定；电机前端有一个对位凸台（alignment nub）嵌入第 3 个孔位
2.4 电气接口
- 接触焊盘：电机 PCB 上的 TP1 和 TP2（2 焊盘触点，简单 DC +/−）
- 连接器：2 线连接到主板（按 AliExpress wiki 安装指南为小型 JST 型连接器；具体型号/间距仍属未知缺口）
- 工作电压：官方未公布；机器人电池为 14.4V 标称（VacuumTiger
constants.rs的 13.5-15.5V 范围）。边刷电机很可能运行在电池电压或 PWM 调节的较低电压下 - 速度控制：通过 GD32 固件进行 PWM 控制
2.5 固件控制（VacuumTiger——源码验证）
| 参数 | 值 | 来源 |
|---|---|---|
| 指令 | CMD_SIDE_BRUSH = 0x69 | constants.rs第 19 行 |
| 数据格式 | 4 字节负载，data[4] = 速度（u8，0-100%） | packet.rs第 141-149 行 |
| API | pub fn set_side_brush(&mut self, speed: u8) | sangam-io/src/devices/crl200s/gd32/packet.rs第 145 行 |
| 文档 | "0x69 | Side Brush | 1 byte | ✅ | 32x | HIGH | Working in SangamIO, matches AuxCtrlpacketBrushSpeed" | sangam-io/src/devices/crl200s/COMMANDS.md |
| 组件 ID | "side_brush" | commands.rs第 75 行 |
与边刷同族的主刷电机（Main Brush Motor）控制接口一并列出（本文文档第 4 节，BOM 已于 07-14 加入）：
| 参数 | 值 |
|---|---|
| 指令 | CMD_MAIN_BRUSH = 0x6A |
| 数据格式 | 4 字节负载，data[4] = 速度（u8，0-100%） |
| API | sangam-io/src/devices/crl200s/gd32/packet.rs第 134 行 |
| 文档 | "0x6A | Rolling Brush | 1 byte | ✅ | 32x | HIGH" |
| 组件 ID | "main_brush" |
两路电机均通过 GD32F103VCT6 上的 PWM 输出驱动，速度字段为 0-100% 的 u8 值；OOMWOO 自定义 I/O 板（STM32G473VCT6 方案，见 docs/ARCHITECTURE.md §5.4 与 contributions/io-pcb）延续了这一"MCU 独占电机驱动 + 电流检测堵转保护"的架构范式。
2.6 主刷电机 BOM 条目（上下文参考）
| 类型 | 价格 | 兼容型号 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 主刷电机 + 齿轮箱 | $7-11 | Roborock S5、S50、S51、S52、S55、S502、S552、S6；Xiaowa C10、E20、E25、E35 | 需刷座适配器（brush socket adapter） |
2.7 故障模式（参考）
常见故障：清洁过程中边刷停止旋转。根因通常是碳刷磨损或烧结青铜轴套卡死（而非齿轮故障）。机器人通过电流检测发现堵转后禁用电机。标准修复方式是直接更换——电机设计为便于快速更换（约 10 分钟作业，仅需 Phillips #2 螺丝刀）。
3. 边刷（Side Brushes）
3.1 BOM 条目
| 类型 | 价格 | 兼容型号 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 5 臂 | $2-8 | Roborock S5、S50、S51、S55、S6、S60、S6 Pure | 标准 5 臂边刷 |
| 3 臂 | $3-9 | Roborock S8 及许多其他 Roborock 型号 | 3 臂设计 |
| 2 臂弧形 | $3-7 | Roborock Saros | 可能适配许多其他型号 |
3.2 安装方式
- 单颗 Phillips #2 防脱落螺丝将边刷固定在电机轴上
- 拧下螺丝后刷头即可取下——除螺丝刀外无需其他工具
- 边刷对位很重要：若刷头不与墙面平行，会产生拖拽并过早磨损
这与 docs/design-document.md §3.1 的决策呼应：圆形机身 + 固定边刷先解决边角清洁（corner cleaning）的大部分收益，可伸缩式留作 P2+ 社区改装。
4. 充电触点（Charging Contacts）
4.1 BOM 条目——机器人侧
| 规格 | 值 |
|---|---|
| 数量 | 2 |
| 材质 | 镀镍钢条（Nickel-plated steel strip） |
| 尺寸 | 约 1mm 宽、0.1mm 厚、5cm 长 |
| 价格 | $1.50-2.50 |
| 来源 | 标准镍条（AliExpress/Amazon/eBay） |
注意：上游 BOM.md 中"Charging contacts"条目给出的宽度规格为 "≥10mm wide"（1 对 $3-5），而本文档拆解实测为约 1mm 宽——两条数据来自不同来源（BOM 为采购搜索参考，本文档为物理规格研究），采购前应以实际到货件测量为准。
4.2 BOM 条目——底座侧
| 规格 | 值 |
|---|---|
| 数量 | 2 |
| 类型 | 镀金 pogo pin（弹簧探针） |
| 额定电流 | 4A |
| 价格 | TODO（BOM 中尚未定价） |
底座侧充电触点在 BOM.md 的 Dock 表中对应条目为 "Gold-plated pogo pins ≥4A; rear-vertical, above water line"（2-4 个，$2-6?），并强调后部垂直布置、位于水位线之上——这是为未来带水箱的洗烘底座预留的防水设计约束。
4.3 充电系统规格
| 参数 | 值 | 来源 |
|---|---|---|
| 底座电源输出 | 20V DC，1.2A（24W） | Amazon/AliExpress 上 Roborock S5 替换适配器清单 |
| 触点处底座输出 | 约 19.8-20V DC（机器人停靠时） | Reddit r/Roborock 用户实测（2023-06） |
| 机器人电池电压 | 13.5-15.5V（4S 锂离子） | VacuumTigerconstants.rs：BATTERY_VOLTAGE_MIN = 13.5、BATTERY_VOLTAGE_MAX = 15.5 |
| 电池标称电压 | 14.4V（mock 配置默认 14.8V） | VacuumTigermock/config.rs：default_battery_voltage() = 14.8 |
| 充电方式 | 接触式（非感应/无线） | Roborock S 家族标准 |
从项目架构看，OOMWOO 电池为4S2P Li-ion、14.4V 标称、约 5200 mAh / 75Wh、16.8V CC/CV 充电 + NTC 温度检测（docs/ARCHITECTURE.md §5.3），并保留充电控制电路（charge-controller IC）与底座触点作为 I/O 板电源部分的设计项（docs/design-document.md §5）。充电/底座相关模块须通过维护者安全审查（docs/CONTRIBUTING.md 第 136 行、docs/ARCHITECTURE.md §8）。
4.4 固件充电检测（VacuumTiger——源码验证）
- 充电标志位偏移：
OFFSET_CHARGING_FLAGS = 0x07（96 字节状态包的第 7 字节） - 标志位：
- Bit 0（
FLAG_DOCK_CONNECTED = 0x01）：1 = 机器人已停靠在充电底座上 - Bit 1（
FLAG_CHARGING = 0x02）：1 = 机器人正在充电
- Bit 0（
- 电池电压偏移：
OFFSET_BATTERY_VOLTAGE_RAW = 0x08（第 8 字节，原始值 / 10 = 伏特） - 充电器电源指令：
CMD_CHARGER_POWER = 0x9B——1 字节，启用/禁用 - 来源：
sangam-io/src/devices/crl200s/constants.rs、SENSORSTATUS.md
补充说明：roborock-s5-mainboard-ics.md中确认原厂主板上还有TI BQ24773 电池充电控制器/电源监控 IC（U25 附近），OOMWOO 自定义 I/O 板可用同类充电 IC 实现 16.8V CC/CV 充电路径（参见 contributions/part-specs/OsakaTX/io-board-spec-jul18-update.md 中 NTC 10.7 kΩ 与 0.62 MΩ 电池识别电阻的说明）。
在 ROS2 层，这些状态通过 docs/SOFTWARE_INTERFACES.md 定义的接口暴露：/battery_state（MCU → CPU，电池电压/电流与充电状态）、/oomwoo/dock_ir/front_left|right（最终接近阶段的底座 IR 归航强度）与/oomwoo/dock_ir/search_left|right（搜索阶段左右侧底座信标强度）。这与 contributions/dock-cycle RFC 的"undock → 返航 → 精确对接 → 确认充电开始 → 底座服务"流程衔接——精确对接的验收标准之一就是"确认充电已开始"。
4.5 充电触点设计笔记
机器人侧（镀镍钢条）：
- 机器人使用扁平弹簧金属条作为充电触点，而非 pogo pin
- 镀镍在低成本下提供耐腐蚀性
- 条状尺寸（约 1mm × 0.1mm × 5cm）是标准镍条现货——与电池组点焊所用材料相同
- 弹力来自条材自身的弯曲，而非独立弹簧机构
- 接触电阻：镀镍触点通常为 30-50 mΩ——足以承载 1.2A 充电电流
底座侧（镀金 pogo pin，4A）：
- 镀金（0.3-0.76 µm Au 覆盖 Ni）确保低接触电阻与耐腐蚀性
- 4A 额定值相比 1.2A 充电电流提供 >3 倍安全裕量
- Pogo pin 的工作行程吸收对接错位（典型：1.5-3mm 压缩量）
- 扫地机器人应用的弹簧力通常为 40-120 cN（40-120 gf）
- 优质 pogo pin 寿命：50,000-100,000+ 次插拔循环
- 成本：约 $0.22-0.30/个（镀镍），镀金版本 +25-40%（5k 批量价）
为 oomwoo 提供的设计参考：
- 2 针配置：V+ 与 GND（最简单的充电方案，无数据）
- 可选 3-4 针：增加底座检测或温度检测
- 底座用 pogo pin（弹簧加载），机器人用平面焊盘（更易清洁，无碎屑侵入）
- 磁吸对位可选，但可显著提升对接可靠性
这与 docs/design-document.md §2 中"底座（基础充电）= 打印外壳 + 采购触点（pogo pin/弹簧触点/磁铁，磁铁可承载 10A）+ 墙插适配器 + IR 信标 LED"的 DIY 路径完全一致，也与 contributions/dock-cycle 中"在 Gazebo 中为对接模型添加充电触点 + 可检测标记（IR 信标/ AprilTag / LiDAR 可见的反射强度图案）"的建模要求对应。
5. 数据可信度分级与来源验证表
本文档刻意对每条数据标注了来源与可信度分级：一级来源（物理拆解、运行中固件源码验证）、二级来源（制造商指南、零售清单），以及明确标注未验证的零售 wiki 数据。
| 数据点 | 来源 | 验证级别 |
|---|---|---|
| 边刷 = 有刷直流电机 | Reddit 拆解（u/BinturongHoarder，2025-01） | 物理检查——一级来源 |
| 齿轮箱 = 2 级塑料齿轮 | iFixit 指南 + particleflux.codes 拆解 | 物理拆卸——一级来源 |
| 电机触点焊盘 TP1/TP2 | particleflux.codes 拆解 | 物理观察——一级来源 |
CMD_SIDE_BRUSH = 0x69 | VacuumTigerconstants.rs第 19 行 | 运行中固件源码——已验证 |
| 边刷速度 = u8 0-100% | VacuumTigerpacket.rs第 141-149 行 | 运行中固件源码——已验证 |
CMD_MAIN_BRUSH = 0x6A | VacuumTigerconstants.rs第 20 行 | 运行中固件源码——已验证 |
CMD_CHARGER_POWER = 0x9B | VacuumTigerconstants.rs第 51 行 | 运行中固件源码——已验证 |
| 充电标志位偏移 0x07 | VacuumTigerconstants.rs第 62 行、SENSORSTATUS.md | 运行中固件源码——已验证 |
FLAG_DOCK_CONNECTED = 0x01 | VacuumTigerconstants.rs第 101 行 | 运行中固件源码——已验证 |
FLAG_CHARGING = 0x02 | VacuumTigerconstants.rs第 100 行 | 运行中固件源码——已验证 |
| 电池电压 13.5-15.5V | VacuumTigerconstants.rs第 96-97 行 | 运行中固件源码——已验证 |
| 底座输出约 20V | Reddit 用户实测 + Amazon 适配器清单 | 社区实测 + 零售规格 |
| 底座适配器 = 20V 1.2A 24W | Amazon/AliExpress 替换适配器清单 | 零售产品规格 |
| 电机重量约 150g | Amazon 清单 | 零售清单——二级 |
| Pogo pin 4A 镀金规格 | SUNMON 指南 + Alibaba 指南 | 制造商指南——二级 |
| 传动比 1:40/1:45/1:50 | AliExpress wiki 文章 | 零售 wiki——未验证，可能为近似值 |
6. 尚未闭合的缺口（Remaining Gaps）
| 缺口 | 类别 | 备注 |
|---|---|---|
| 边刷电机确切电压 | 🔬 | 需在运行中的机器人上用万用表测量，或获取电机数据表 |
| 边刷电机 RPM（空载与负载） | 📡 | 需转速计或示波器测量 |
| 齿轮箱传动比（精确齿数） | ⚙️ | 需拆卸并数齿 |
| 电机连接器类型（JST 型号/间距） | 🔬 | 需物理检查连接器 |
| 底座 pogo pin 型号/零件号 | 🔬 | 需物理检查底座 |
| 底座侧充电触点定价 | 💻 | BOM 列为 "TODO"——标准 4A 镀金 pogo pin 零售约 $0.50-1.00/对 |
| FlexiArm 可伸缩电机规格 | 💻 | 较新设计，公开拆解数据有限 |
这些缺口明确指向后续可验证的测量任务：万用表测电压、示波器测 PWM/RPM、数齿、检查连接器丝印。OOMWOO 的 contributions/part-specs 贡献指南正是为此设计——任何持有同款零件的贡献者都可以用相同方法复核并提交规格表（含引脚图、波形捕获与来源说明），经维护者验收后合入。
7. 总结：三组部件在 OOMWOO 中的落地路径
- 边刷电机：v1 采用固定式有刷直流电机（$7-10），2 级塑料齿轮箱减速，通过 GD32 固件
CMD_SIDE_BRUSH = 0x69以 0-100% u8 值做 PWM 调速；堵转由电流检测保护。FlexiArm 可伸缩变体（$18-35）留作社区 P2+ 改装。 - 边刷：按价格与臂数（5 臂 $2-8 / 3 臂 $3-9 / 2 臂弧形 $3-7）选通用替换件，单颗 Phillips #2 防脱落螺丝固定，注意对位以避免拖拽磨损。
- 充电触点：机器人侧用约 1mm×0.1mm×5cm 镀镍钢条（弹力来自条材自身弯曲，接触电阻 30-50 mΩ），底座侧用 4A 镀金 pogo pin（>3 倍电流裕量，1.5-3mm 工作行程吸收错位）；底座 20V 1.2A 输出，机器人 4S Li-ion 电池 14.4V 标称。固件通过状态包 0x07 偏移的 bit0（上座）/bit1（充电）与 0x08 偏移的电压原始值（/10 = 伏特）判断充电状态，
CMD_CHARGER_POWER = 0x9B控制充电器通断。
这三组部件共同支撑 OOMWOO 的基础充电底座 MVP（"打印外壳 + 采购触点 + 墙插适配器 + IR 信标"，见 docs/design-document.md §2 与 contributions/dock-cycle），并为后续自动集尘、洗烘等高阶底座预留了防水与电流裕量。
本文档为 OOMWOO 开源项目 contributions/part-specs/OsakaTX/side-brush-charging-contacts-specs.md 的技术解读与仓库级佐证扩充；全部可验证数据均可在上述路径与 BOM.md、docs/ARCHITECTURE.md、docs/design-document.md 中追溯。
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创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
