Rasenmähroboter

Ein Rasenmähroboter (kurz Rasenroboter genannt) ist ein Serviceroboter, der selbsttätig Rasen mähen kann. Der Rasenmähroboter ist nicht ferngesteuert, sondern entscheidet selbständig, wo gemäht werden muss und wo nicht: Er arbeitet autonom. Dazu kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Im Handel erhältlich sind Rasenmähroboter seit Mitte der 1990er Jahre.


Mähroboter von Electrolux/Husqvarna


Mähroboter Robomow RM 400 im Einsatz. Der Mäher hat ein zentrales Kugelrad vorn und eine Schnittbreite von 22 cm

Geschichte

Nach ersten Geräten ab 1995, gilt insbesondere der ab 1998 erhältliche Automower G1 von Electrolux bzw. Husqvarna als erster echter Rasenmähroboter. Dieser Roboter mähte nicht nur die zu bearbeitende Fläche selbständig, sondern konnte sich erstmals automatisch wieder in eine Ladestation begeben, um seine Akkus aufzuladen. Er war damit - abgesehen von Wartungseingriffen - in der Lage ohne menschliche Steuerung die Rasenpflege beliebig lange alleine zu übernehmen.

Als Hauptwettbewerber gilt das israelische Unternehmen Friendly Robotics, das den Robomow herstellt.[1]

Es gibt jedoch inzwischen eine große Anzahl Hersteller, die zum Teil Eigenentwicklungen und zum Teil Lizenznachbauten anbieten. Besonders Husqvarna Automower und Friendly Robotics Robomower werden mit z. T. abgewandelten Gehäuseformen oder abweichender Farbgebung unter den Namen bekannter Gartengerätehersteller vertrieben.

Wie in vielen anderen technischen Bereichen, gibt es auch im Mähroboterbereich Open-Source-Projekte, die einen günstigen Nachbau ermöglichen.[2]
Bauform und Arbeitsweise

Rasenmähroboter sind fast ausschließlich akkubetrieben und schneiden den Rasen mit scharfen Messern. Sie sind Mulchmäher, denn sie zerschneiden das Gras so fein, dass keine Reste eingesammelt werden müssen und Nährstoffe in den Boden zurückgeführt werden.

Die Mähwerke der Rasenmähroboter sind deutlich leistungsschwächer als die von handgeführten Rasenmähern. Das Abschneiden des Halms mit Messern (anstatt des Abschlagens wie bei üblichen Rasenmähern) ist nicht für hohen Rasen geeignet.

Aus diesen Gründen fährt der Rasenmähroboter im typischen Einsatzszenario den Rasen ständig oder zumindest sehr häufig ab, nur unterbrochen durch Ladepausen. So bleibt der Rasen stets kurz genug, um durch die relativ schwachen Mähwerke noch bearbeitbar zu bleiben, und durch die hohe Einsatzdauer werden trotz des in der Regel wenig systematischen Abfahrens des Rasens schließlich alle Bereiche gemäht.

Die meisten Geräte sind gerade durch die geringe Leistung der Mähwerke relativ leise, so dass sie meist ohne Belästigung im Dauerbetrieb eingesetzt werden können.

Der Antrieb erfolgt meistens über zwei getrennt motorisierte und ansteuerbare Räder, die für Fahrt und Lenkung zuständig sind. Dabei sind die Räder nicht tatsächlich lenkbar; gelenkt wird nur über verschiedene Drehgeschwindigkeiten der Antriebsräder. Im Extremfall (ein Rad dreht sich vorwärts, das andere rückwärts) können Mähroboter auf der Stelle wenden. Ein weiteres Paar Laufräder, geringer belastet und mit kleinerer Spurweite, auch (passive) Lenkrollen – bei manchen Modellen auch bloß ein zentral angebrachtes Kugelrad – stützt den Roboter vorne ab.
Orientierung per Begrenzungsdraht

Das zu mähende Gelände wird meist mit einer Drahtschleife, dem sogenannten Begrenzungsdraht, umgeben. Auf dieser Schleife liegt ein Signal, das Sensoren im Rasenmähroboter aufnehmen und daran erkennen, wenn sie sich dem Draht nähern. Dadurch kann der Roboter wenden, bevor er den Draht überfährt und bleibt so in einem klar definierten Bereich.

In diesem Bereich fährt der Roboter mehr oder weniger ungeordnet hin und her. Hierbei werden je nach Hersteller diverse Strategien verfolgt, etwa Spiralfahrt, Richtungsänderungen nach einer bestimmten Zeit oder einfach nur Geradeausfahrt, bis der Begrenzungsdraht erneut erreicht ist und dann Umkehr in einem zufälligen Winkel.

In den allermeisten Fällen fahren die Roboter den Rasen aber nicht in gleichmäßigen Bahnen ab, wie Personen manuell geführte Geräte benutzen würden. So versuchen die meisten Robotermodelle zum Beispiel nicht, dafür zu sorgen, dass eine Geradeausfahrt auch wirklich gerade ist, etwa indem sie kleine Richtungsabweichungen, verursacht durch Unebenheiten, aktiv korrigieren. Bestenfalls versuchen einige Modelle durch Schrägen oder Hänge entstehende Drift grob zu kompensieren. Deshalb ergibt sich bei den meisten Rasenmährobotern ein zum Teil chaotisch erscheinendes Mähbild. Schwer zugängliche Ecken eines ungleichmäßig geformten Rasens werden mitunter erst nach langer Betriebszeit erreicht. Daher sollte ein Rasenmähroboter den Rasen mehr oder weniger täglich bearbeiten, um so schließlich eine gleichmäßige Rasenhöhe zu erreichen.

Hindernisse werden durch Stoßsensoren oder Ultraschall selbständig erkannt, können aber auch mit Hilfe des Begrenzungsdrahtes ausgespart werden (Beete, Teiche, Bäume, etc.).[3]

Problematisch sind jedoch Hindernisse, die flach genug liegen, um vom Roboter überfahren zu werden, also z. B. kleinere Steine, Schuhe, Spielzeug oder liegengelassene Kleidungsstücke.

So gut wie alle derzeit am Markt befindlichen Modelle finden bei Bedarf selbständig zur Ladestation, um sich alleine aufzuladen. Viele Modelle suchen dazu den Begrenzungsdraht und fahren diesen so lange ab, bis sie zur Basisstation kommen, die in der Regel auch den Draht mit dem erwähnten Signal speist. Hier fahren die Roboter gegen Ladekontakte und schalten dann für die Zeitdauer der Ladung ab.

Einige Modelle bieten zusätzliche „Suchdrähte“, die zur Basisstation zeigen. Außerdem strahlt die Basisstation selbst ein Signal ab, das der Roboter empfängt, wenn er der Station nahe ist. Suchdrähte können auch dazu verwendet werden, den Rasenroboter gezielt in abgelegene Bereiche eines Rasens zu führen. Im Extremfall können so auch unzusammenhängende Flächen gemäht werden, indem der Roboter so programmiert wird, dass er eine zweite Fläche z. B. in 50 Prozent aller Einsätze durch Folgen eines Suchdrahtes aufsucht. Da Begrenzungs- und auch Suchdraht in der Regel bis zu 10 Zentimeter Tiefe vergraben werden können, können die Rasenmähroboter dabei auch weitere Strecken über gepflasterte Wege und normale Verkehrsflächen wie Terrassen oder Straßen zurücklegen, um zur zweiten Rasenfläche zu kommen, wenn der Suchdraht unter der Pflasterung verlegt wurde.

Rasenmähroboter sind je nach Hersteller mit zahlreichen zusätzlichen Sensoren versehen, die feststellen, ob der Rasenmähroboter gekippt wurde, die Batterietemperatur überwachen, bei Regen das Mähen unterbrechen, bei sich nähernden Haustieren die Messer anhalten, die Rasenhöhe zu ermitteln versuchen und dann die Geschwindigkeit anpassen und ähnliches.

Teurere Modelle verfügen zur Orientierung über ein GPS, das in der Regel jedoch nicht für die Steuerung auf dem Rasen verwendet wird, sondern zur Lokalisation des Roboters auf großen Grundstücken oder bei Diebstahl. Dazu sind GSM-Module eingebaut, die selbständig anrufen, um das Verlassen eines bestimmten Areals zu melden oder angerufen werden können, um dem Roboter z. B. zu befehlen, zur Basisstation zurückzufahren oder seine Position zu übermitteln.

Problematisch bei der Abgrenzung mittels Begrenzungsdraht ist die zuverlässige Erkennung des Drahtes. Der Begrenzungsdraht wird von einigen Geräten nicht zuverlässig erkannt, dadurch kann das Gerät Schaden verursachen oder den vorgesehenen Mähbereich verlassen.[4] Daher empfehlen viele Hersteller besonders kritische Stellen wie z.B. Teiche oder Swimmingpools zusätzlich mit einem Rand zu versehen, der hoch genug ist um die Stoßsensoren des Mähers auszulösen (z.B. 15 Zentimeter)
Orientierung per Rasensensoren

Alternativ zum Einsatz eines Begrenzungsdrahtes gibt es in den letzten Jahren auch Modelle, die mit kapazitiven Sensoren zu erkennen versuchen, ob sie sich auf einer Rasenfläche befinden oder nicht.

Dies erfordert jedoch eine deutliche Trennung zwischen Rasenflächen und anderen Vegetationszonen wie z. B. Blumenrabatten.
Betriebssicherheit

Viele Anbieter empfehlen, Kinder nicht in die Nähe von Rasenrobotern zu lassen. Rasenmähroboter sollen in gefährlichen Situationen aus Gründen der Betriebssicherheit sofort das Mähmesser anhalten. Dazu haben die Geräte in der Regel Sensoren, die das Anheben oder zu große Neigungswinkel erfassen. Einige Geräte schalten aber nicht rechtzeitig ab, so dass es insbesondere an Füßen oder Fingern zu Verletzungen kommen kann.[4] Aufgrund des abweichenden Mähprinzips sind diese Verletzungen aber weniger gravierend als bei herkömmlichen Mähern.
Flächenleistung

Rasenmähroboter gibt es für Flächen von 500 m² bis zu 20.000 m². Bei größeren Flächen kommen mehrere Rasenmähroboter zum Einsatz. Speziell im Bereiche von 800 bis 5000 m² unterscheiden sich die Roboter dabei oft nur durch die installierte Akkuleistung und die Leistungsfähigkeit der Ladeelektronik, um möglichst langes unterbrechungsfreies Mähen zu ermöglichen.

Es gibt auch Modelle mit Solarzellen auf dem Gehäuse, die damit durch Nachladen der Akkus bei Lichteinfall die Einsatzdauer weiter erhöhen.

Typischerweise werden Steigungen bis zu 30 %, bei neueren Modellen sogar bis zu 45 % bewältigt, wobei jedoch meistens ein Wenden in einer solchen Steigung nicht möglich ist, d. h. der Begrenzungsdraht darf nicht in einer solchen Steigung liegen.
Nachteile

Nicht jede Gartenform eignet sich gut für Rasenmähroboter. Sehr verwinkelte Rasenflächen mit vielen Engstellen (Passagen unter ca. 1,20 Meter Breite) bereiten mitunter Probleme. Ebenso sind sehr unebene Flächen oder viele oder steile Steigungen problematisch.
Obwohl Rasenmähroboter deutlich leiser sind als normale Rasenmäher, kann die erforderliche längere Mähdauer ein Lärmproblem darstellen.
Die Installation des meistens erforderlichen Begrenzungsdrahtes kann besonders bei komplexeren Formen recht aufwendig sein.
Der Rasen muss immer frei sein von Gegenständen aller Art, die vom Roboter überfahren werden können (z. B. Äste, größere Tannenzapfen, Kleidung, größere Steine, Spielzeug, Decken oder flache Kissen, Werkzeug, Gartenschläuche). Gegenstände, die höher sind als ca. 15 Zentimeter stellen hingegen meist kein Problem dar.

Siehe außerdem: Mögliche Probleme beim Mulchmähen

Quelle