Wie funktioniert ein Saugroboter? Sensoren, Karte, Station

Wie läuft eine Reinigung ab?

Ein Saugroboter mit Kartennavigation arbeitet nach einem festen Ablauf. Roborock beschreibt ihn in seinen Anleitungen so, andere Hersteller mit Laser oder Kamera gehen ähnlich vor:

1. Start an der Station. Ein Tastendruck, ein Zeitplan oder die App schickt den Roboter los. Roborock empfiehlt, ihn an der Station zu starten, damit er den Rückweg sicher findet.
2. Raum erfassen. Der Laser tastet die Umgebung ab, der Roboter gleicht das Bild mit seiner gespeicherten Karte ab und bestimmt seine Position.
3. Bereiche aufteilen. Der Roboter teilt die Wohnung in Räume oder Zonen und arbeitet sie nacheinander ab.
4. Erst die Ränder, dann die Fläche. In jedem Bereich fährt er zuerst die Kanten ab und füllt die Fläche danach in Zickzack-Bahnen.
5. Zwischendurch laden. Wird der Akku knapp, fährt er zur Station, lädt nach und setzt die Reinigung an derselben Stelle fort.
6. Zurück zur Station. Sind alle Bereiche auf der Karte als gereinigt markiert, kehrt er zurück. Eine Absaugstation leert dann den Staubbehälter.

Zwei Sonderfälle nennt Roborock. Ist eine Reinigung in weniger als 10 Minuten fertig, fährt der Roboter die Fläche ein zweites Mal ab. Und während der Ruhezeit, voreingestellt von 22 bis 8 Uhr, setzt er eine unterbrochene Reinigung nicht selbst fort.

Was steckt in einem Saugroboter?

Von oben sieht ein Saugroboter aus wie eine flache Dose mit Deckel. Darin stecken Sensoren für die Orientierung, ein Antrieb mit zwei Rädern, Bürsten, ein Gebläse und ein Akku.

Wie orientiert sich ein Saugroboter?

Roborock unterscheidet in einem eigenen Beitrag drei Stufen der Navigation. Sie erklären, warum ein günstiger Roboter anders durch die Wohnung fährt als ein teurer.

Der Laser sitzt meist in einem drehenden Turm auf dem Gehäuse. Er misst ständig die Abstände zu Wänden und Möbeln. Aus diesen Messungen und dem Weg, den die Radsensoren melden, rechnet ein Verfahren namens SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). Es baut die Karte auf und bestimmt gleichzeitig, wo der Roboter darin steht. Laut Roborock teilt er größere Flächen dabei in Abschnitte und hakt jeden ab, sobald er gereinigt ist.

Viele aktuelle Roboter kombinieren Laser und Kamera. Der Laser übernimmt die Karte, eine Frontkamera oder Strukturlicht erkennt Kabel, Socken und Tierkot am Boden. Welche Kombination für welche Wohnung passt, vergleicht der Ratgeber Saugroboter mit Kamera oder Laser.

Die Karte entsteht bei der ersten Fahrt. Viele Roboter bieten dafür eine Schnellkartierung, die laut Xiaomi 5 bis 15 Minuten dauert. Der Roboter erkundet dabei nur und saugt nicht. Bei jeder weiteren Reinigung ergänzt er die Karte.

Welche Sensoren hat ein Saugroboter?

Neben Laser oder Kamera arbeiten mehrere kleine Sensoren. Roborock beschreibt sie am Beispiel des S5:

• Absturzsensoren. Mehrere Infrarotsensoren vorn an der Unterseite schauen nach unten. Kommt kein Licht zurück, steht der Roboter vor einer Kante und fährt zurück.
• Stoßfänger. Er gibt bei Kontakt nach. Ein Drucksensor meldet, wo genau das Hindernis sitzt. Erkennt der Laser ein Hindernis vorher, bremst der Roboter laut Roborock schon vor der Berührung ab.
• Wandsensor. Er sitzt an der rechten Seite und hält den Abstand zur Wand so, dass die Seitenbürste die Kante erreicht.
• Höhensensor. Ein druckempfindlicher Sensor meldet, wenn der Roboter unter ein zu niedriges Möbelstück fahren will.
• Radsensoren. Lichtsensoren an den Rädern zählen die Umdrehungen und berechnen daraus die Strecke. Weitere Sensoren merken, wenn ein Rad den Bodenkontakt verliert, und schalten den Antrieb ab, etwa beim Hochheben.

Dazu kommen je nach Modell weitere Sensoren:

• Teppicherkennung. Ein Ultraschallsensor misst, wie die Oberfläche den Schall zurückwirft, oder die Elektronik wertet aus, wie viel Strom die Bürste auf Teppich zieht. Der Roboter erhöht dann die Saugkraft oder hebt die Mopps an.
• Schmutzerkennung. iRobot nennt die Funktion Dirt Detect. Ein Sensor registriert, wie viele Partikel auf ihn prallen. Bei viel Schmutz reinigt der Roboter diese Stelle gründlicher.
• Hinderniskamera und Strukturlicht. Sie erkennen Gegenstände unterhalb der Laserhöhe, die der Turm übersieht.

Absturzsensoren haben eine bekannte Schwäche. Sehr dunkle Teppiche schlucken das Infrarotlicht, der Roboter hält sie dann für eine Kante und fährt nicht hinauf. Wie die Sensoren an Treppen arbeiten, erklärt der Ratgeber Können Saugroboter Treppen erkennen?.

Wie saugt ein Saugroboter?

Gesaugt wird in drei Stufen. Die Seitenbürste dreht sich vorn am Rand und kehrt Schmutz aus Ecken und an Fußleisten vor die Saugöffnung. Die Hauptbürste liegt quer unter dem Roboter. Sie löst Staub, Krümel und Haare aus Fugen und Teppichfasern und wirft sie nach oben. Das Gebläse erzeugt einen Unterdruck und zieht den Schmutz in den Staubbehälter.

Hinter dem Behälter sitzt ein Filter, bei vielen Modellen nach HEPA-Norm. Er hält den Feinstaub zurück, bevor die Luft am Gehäuse wieder austritt. Wie stark das Gebläse saugt, geben Hersteller in Pascal (Pa) an. Gemeint ist der größte Unterdruck bei verschlossener Öffnung. Für Hartboden reichen 5.000 bis 7.000 Pa, für Teppich und Tierhaare sind 10.000 bis 12.000 Pa sinnvoll. Darüber steigt der Nutzen nur noch langsam, weil Bürste und Abdichtung genauso viel ausmachen.

Bei der Hauptbürste gibt es zwei Bauarten. Borstenbürsten kehren gründlich, wickeln aber lange Haare auf. Gummilamellen oder Kombibürsten verheddern sich weniger, manche Modelle schneiden Haare zusätzlich mit einer Klinge ab.

Wie wischt ein Saugroboter?

Saug-Wisch-Roboter tragen einen Wassertank und ein Wischmodul. Eine Pumpe gibt das Wasser dosiert auf den Mopp, die Menge stellst du in der App ein. Es gibt drei Bauformen:

Damit Teppiche trocken bleiben, heben viele Roboter die Pads an, sobald sie Teppich erkennen. In der Mittelklasse sind das 9 bis 10,5 Millimeter. Teure Modelle legen die Mopps vor Hochflor in der Station ab. Bei Robotern ohne Hubfunktion nimmst du das Wischmodul vor dem Saugen ab.

Wie findet der Roboter zurück zur Station?

Die Station sendet ein Leitsignal, Roborock spricht von einem Ortungssignal für die Station. In der Karte ist ihr Platz zusätzlich gespeichert. Geladen wird über Kontakte an der Unterseite des Roboters, die beim Andocken auf den Kontakten der Station aufliegen.

Daraus ergeben sich zwei Regeln, die Roborock in den Anleitungen nennt. Die Reinigung startet am besten an der Station. Und die Station bleibt während der Reinigung, wo sie ist. Wird ein pausierter Roboter von Hand auf die Station gesetzt, beendet er die laufende Reinigung. Findet er die Station nicht, kehrt er zu seinem Startpunkt zurück.

Was macht die Station?

Die einfachste Station lädt nur den Akku. Eine Absaugstation hat zusätzlich ein starkes Gebläse und meist einen Beutel. Sobald der Roboter nach der Reinigung andockt, saugt sie den Staubbehälter über eine Öffnung an seiner Unterseite leer. Bei Roborock startet das Absaugen außerdem per Druck auf die Stationstaste am Roboter.

Wischstationen übernehmen weitere Aufgaben. Sie waschen die Mopps mit Frischwasser, teils heiß, saugen das Schmutzwasser in einen eigenen Tank und trocknen die Pads mit warmer Luft. Manche füllen auch den Wassertank des Roboters nach oder dosieren Reinigungsmittel. Der Roboter fährt dafür auch mitten in der Reinigung zur Station, um die Mopps zu spülen.

Ein Nebeneffekt der Absaugstation betrifft Allergiker. Das Leeren des Behälters von Hand ist der Moment, in dem der meiste Feinstaub wieder in die Luft kommt. Die Station verlagert ihn in einen geschlossenen Beutel.

Welche Rolle spielt die App?

Für die Grundreinigung braucht ein Saugroboter keine App. Er startet per Taste, kartiert, fährt seine Bahnen und kehrt zurück. Die App ist die Oberfläche für alles, was darüber hinausgeht:

• Karte ansehen, Räume teilen, benennen und zusammenführen
• einzelne Räume oder Zonen reinigen
• Sperrzonen und virtuelle Wände setzen
• Zeitpläne, Saugstufe und Wassermenge
• Meldungen zu Fehlern, Behälter und Verschleißteilen
• Firmware-Updates

Was ohne App und WLAN erhalten bleibt, beschreibt der Ratgeber Saugroboter ohne App nutzen im Detail.

Tipps für bessere Ergebnisse

Aus der Arbeitsweise ergeben sich ein paar einfache Regeln:

1. Erste Karte gründlich anlegen. Alle Türen öffnen, Kabel und Kleinteile wegräumen. Eine unvollständige Karte zieht sich durch jede spätere Reinigung.
2. Immer an der Station starten. Dann kennt der Roboter seinen Ausgangspunkt und findet sicher zurück.
3. Bürsten pflegen. Roborock empfiehlt, die Hauptbürste alle zwei Wochen von Haaren zu befreien und nach 6 bis 12 Monaten zu tauschen, die Seitenbürste monatlich zu reinigen und nach 3 bis 6 Monaten zu ersetzen.
4. Sensoren abwischen. Lässt der Roboter Stellen aus oder bleibt er grundlos stehen, sind laut Roborock oft Wand- oder Absturzsensoren verschmutzt. Ein weiches, trockenes Tuch genügt.
5. Treppen doppelt sichern. Zusätzlich zu den Absturzsensoren eine Sperrzone an jeder Treppenkante setzen.
6. Fransen und lose Läufer sichern. Fransen wickeln sich um die Bürste, leichte Läufer schiebt der Roboter zusammen. Eine Sperrzone oder ein schwererer Teppich löst das.

Fazit

Ein Saugroboter verbindet einfache Mechanik mit viel Messtechnik. Bürsten und Gebläse arbeiten wie bei einem normalen Staubsauger, nur kleiner. Den Unterschied machen Laser, Kamera und die vielen kleinen Sensoren, mit denen er Wände, Kanten und den eigenen Weg erfasst. Wer weiß, wie das zusammenspielt, holt mehr aus seinem Gerät heraus: eine vollständige erste Karte, Start an der Station, saubere Sensoren und regelmäßig geschnittene Haare an der Bürste. Für die Kaufentscheidung ist danach vor allem die Navigation wichtig, weil sie bestimmt, wie gründlich und planvoll der Roboter die Wohnung abfährt.