KR101931697B1 - 스마트 욕조 시스템 및 이를 이용한 욕조 제어 방법 - Google Patents

Abstract

스마트 욕조 시스템 및 이를 활용한 욕조 제어 방법에 관한 것으로서, 욕조 내 배수구에 설치되고, 상기 배수구를 개폐하며, 상기 욕조 내에 수용된 물의 상태 정보를 감지하는 배수개폐부; 및 냉수관 및 온수관을 포함하는 수도관에 연결되어 상기 욕조 내로 물을 공급하도록 설치되고, 상기 배수개폐부로부터 전달받은 상기 물의 상태 정보를 기초로 상기 수도관을 통해 상기 욕조 내로 공급되는 물의 유량 및 종류 중 적어도 하나를 제어하는 제어박스부를 포함하되, 상기 배수개폐부는, 상향 개구되고 상기 배수구를 통해 배수되는 물의 일부를 축적하도록 상기 배수구 하측에 배치되는 물 수용용기, 상기 배수구 상측에 배치되고 상기 물 수용용기의 하향 이동과 연동하도록 상기 물 수용용기와 연결되는 도전성 부재, 및 상기 도전성 부재에 대하여 하측으로 간격을 두고 배치되는 회로 연결부를 포함하는 것인 스마트 욕조 시스템이 제공된다.

Description

스마트 욕조 시스템 및 이를 이용한 욕조 제어 방법{SMART BATH SYSTEM AND BATH CONTROL METHOD USING THE SAME}

본원은 스마트 욕조 시스템(장치) 및 이를 이용한 욕조 제어 방법에 관한 것이다.

욕조는 욕실 등에 설치되어 입욕을 할 때 사용되는 것으로, 욕조에서 입욕을 하기 위해서는 욕조의 내부공간에 물을 채울 필요가 있다.

이와 관련하여, 최근 욕조에 대한 자동 급수를 통해 욕조의 수위 또는 온도를 제어하고자 하는 스마트 욕조 기술이 등장하고 있다. 그런데, 종래의 스마트 욕조 기술의 경우 욕조 자체를 기계적으로 개량된 새로운 욕조로 교체해야 하는 측면, 배수 마개로 욕조 배수구를 막는 동작에 대한 자동화가 이루어지지 않아 욕조에 물을 채우기 위한 전 과정이 자동화되지는 못하는 측면 등 비용이나 사용 용이성에 있어서의 한계가 여전히 존재하였다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-0841753호에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수도꼭지를 사용자가 임의로 조작하지 않아도 사용자의 취향에 맞는 물의 온도와 양을 맞추어 욕조 내에 물을 채울 수 있는 스마트 욕조 시스템 및 이를 이용한 욕조 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물이 채워지기 전, 사용자가 직접 배수 마개를 이용하여 욕조의 배수구를 막지 않아도 자동적으로 배수구가 폐쇄되면서 욕조 내에 물이 채워질 수 있는 제반 환경이 조성될 수 있는 스마트 욕조 시스템 및 이를 이용한 욕조 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 욕조 자체를 교체하지 않더라도 목욕 예약 기능의 구축이 용이한 스마트 욕조 시스템 및 이를 이용한 욕조 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템은, 욕조 내 배수구에 설치되고, 상기 배수구를 개폐하며, 상기 욕조 내에 수용된 물의 상태 정보를 감지하는 배수개폐부; 및 냉수관 및 온수관을 포함하는 수도관에 연결되어 상기 욕조 내로 물을 공급하도록 설치되고, 상기 배수개폐부로부터 전달받은 상기 물의 상태 정보를 기초로 상기 수도관을 통해 상기 욕조 내로 공급되는 물의 유량 및 종류 중 적어도 하나를 제어하는 제어박스부를 포함하되, 상기 배수개폐부는, 상향 개구되고 상기 배수구를 통해 배수되는 물의 일부를 축적하도록 상기 배수구 하측에 배치되는 물 수용용기, 상기 배수구 상측에 배치되고 상기 물 수용용기의 하향 이동과 연동하도록 상기 물 수용용기와 연결되는 도전성 부재, 및 상기 도전성 부재에 대하여 하측으로 간격을 두고 배치되는 회로 연결부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 도전성 부재는, 축적된 물의 자중에 의해 상기 물 수용용기가 하향 이동되는 것과 연동하여 하향 이동될 때 상기 회로 연결부와 선택적으로 접촉되도록 구비되고, 상기 도전성 부재와 상기 회로 연결부가 접촉되면, 상기 배수개폐부는 전원 온(ON) 상태에 놓일 수 있다.

또한, 상기 도전성 부재는 하향으로 작용되는 하중에 의해 휨 변형 가능한 캔틸레버 형태로 구비될 수 있다.

또한, 상기 물 수용용기는 상기 도전성 부재의 중간 부분과 연결되고, 상기 회로 연결부는 상기 전원 온 상태에서 상기 도전성 부재의 캔틸레버 단부의 하면을 지지하도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 배수개폐부는, 상기 배수구를 개폐하는 배수구 마개 및 상기 전원 온 상태에서 상기 배수구가 닫힌 상태에 놓이도록 배수구 마개를 상하 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 마개 구동 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 배수구 마개는 폐쇄 몸체부 및 상기 폐쇄 몸체부로부터 상향 연장되고 상하 방향을 따라 랙 기어가 형성되는 기어 부재를 포함하고, 상기 마개 구동 유닛은 상기 기어 부재의 랙 기어와 기어 결합될 수 있다.

또한, 상기 물 수용용기의 바닥에는 상기 물 수용용기로 유입되는 물을 배출하는 하나 이상의 홀이 형성되되, 상기 하나 이상의 홀은, 상기 배수구가 열린 상태에서 상기 제어박스부에 의해 제어되어 상기 수도관을 통해 상기 욕조 내로 공급되고 상기 물 수용용기 내부로 유입되는 물의 유량보다 적은 유량으로 물을 배출하는 크기로 형성될 수 있다.

또한, 상기 배수개폐부는, 상기 도전성 부재와 상기 회로 연결부가 상호 접촉된 상기 전원 온 상태가 유지되도록 구동되는 전원 유지부를 더 포함하고, 상기 전원 유지부는, 상기 전원 온 상태에서 상기 도전성 부재의 상향 이동을 제한하도록 상기 도전성 부재의 상측을 지지 또는 가압하는 고정 부재 및 상기 전원 온 상태에서 상기 고정 부재에 구동력을 제공하는 고정 부재 구동 유닛을 포함할 수 있다.

또한, 상기 배수개폐부는, 상기 전원 온 상태에서 상기 물의 상태 정보를 감지하는 센서 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 물의 상태 정보는 온도 정보 및 수위 정보를 포함하고, 상기 센서 유닛은 온도를 감지하는 온도 센서와 수위를 감지하는 압력 센서를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어박스부는 욕조 내의 물의 상태와 관련된 사용자의 요청 정보에 상기 물의 상태 정보가 수렴하도록 상기 냉수관으로부터 공급되는 냉수의 유량 및 상기 온수관으로부터 공급되는 온수의 유량 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어박스부는 상기 요청 정보를 사용자 단말로부터 수신하는 통신부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어박스부는, 상기 냉수관으로부터 공급되는 냉수의 유량 제어를 위해 상기 냉수관에 연결되는 냉수 밸브 및 상기 온수관으로부터 공급되는 온수의 유량 제어를 위해 상기 온수관에 연결되는 온수 밸브 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어박스부는, 상기 배수개폐부로부터 전달받은 상기 물의 상태 정보를 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.

한편, 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법으로서, (a) 상기 제어박스부가 욕조 내의 물의 상태와 관련된 요청 정보를 전달받고, 상기 욕조 내로 물의 공급을 시작하는 단계, (b) 상기 물 수용용기가 상기 배수구를 통해 배수되는 물의 일부를 축적하여 상기 축적된 물의 자중에 의해 하향 이동되는 것과 연동하여 상기 도전성 부재가 하향 이동되어 상기 회로 연결부와 접촉됨으로써 상기 배수개폐부가 전원 온 상태에 놓이고, 상기 전원 온 상태에서 마개 구동 유닛이 배수구 마개를 상하 방향으로 이동시켜 상기 배수구가 닫힌 상태에 놓이도록 하는 단계, (c) 상기 배수개폐부가 상기 욕조 내에 수용된 물의 상태 정보를 감지하여 상기 제어박스부에 전달하는 단계 및 (d) 상기 제어박스부가, 전달받은 상기 욕조 내에 수용된 물의 상태 정보가 상기 요청 정보에 수렴하도록, 상기 냉수관으로부터 공급되는 냉수의 유량 및 상기 온수관으로부터 공급되는 온수의 유량 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계는, 전달받은 상기 욕조 내에 수용된 물의 상태 정보가 상기 요청 정보에 미리 설정된 오차 범위 이내로 수렴할 때까지 반복될 수 있다.

또한, 상기 물 수용용기의 바닥에는 상기 물 수용용기로 유입되는 물을 배출하는 하나 이상의 홀이 형성되되, 상기 하나 이상의 홀은, 상기 배수구가 열린 상태에서 상기 제어박스부에 의해 제어되어 상기 수도관을 통해 상기 욕조 내로 공급되고 상기 물 수용용기 내부로 유입되는 물의 유량보다 적은 유량으로 물을 배출하는 크기로 형성되고, 상기 (b) 단계에서, 상기 전원 온 상태에 놓인 다음 전원 유지부에 의해 상기 도전성 부재와 상기 회로 연결부가 상호 접촉된 상기 전원 온 상태가 유지될 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 배수개폐부의 전원이 오프(OFF)된 상태에서 제어박스부의 제어에 의해 욕조 내로 물이 공급되면, 욕조의 배수구를 통해 배수되는 물의 일부를 축적하고 축적된 물의 자중에 의해 물 수용용기가 하향 이동되는 것과 연동하여 도전성 부재가 하향 이동(변형)되면서 회로 연결부와 접촉됨으로써 배수개폐부의 전원이 온(ON)될 수 있어, 평소에 배수개폐부의 전원이 꺼진 상태에서도 욕조 내 물 공급과 연계한 물리적인 동작을 이용하여 배수개폐부의 전원을 온(ON)하고, 이에 따라 배수 마개가 자동 개폐 구동되는 환경이 별도의 사용자 조작없이 자동적으로 조성될 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 전원 온(ON)되어 동작하는 배수개폐부에서 감지한 물의 상태 정보를 기초로, 제어박스부가 욕조 내로 공급되는 물의 유량 및 종류 중 적어도 하나를 제어함으로써, 사용자가 직접 수도꼭지를 조작하지 않아도 사용자의 요구사항 내지 취향에 맞게 수온과 수위가 자동 조절될 수 있는 스마트 욕조 시스템이 구현될 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 욕조 수전을 제어박스부로 대체 설치하고 욕조의 배수구 측에 배수개폐부를 설치하면 되므로, 기존 욕조를 교체하지 않고 그대로 이용하면서도 목욕 예약 기능을 갖는 스마트 욕조 시스템을 용이하게 구축할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 통신부를 통해 사용자 단말로부터 사용자의 요청 정보를 수신하여 목욕 예약 기능을 수행할 수 있으므로, 사용자가 스마트 욕조 시스템이 갖춰진 욕실로부터 떨어져 있는 상황에서도 원격으로 목욕 예약을 할 수 있다.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 제어박스부 및 배수개폐부가 욕조에 설치되는 영역을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 제어박스부의 외형을 개략적으로 나타낸 입체도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 제어박스부의 내부를 개략적으로 도시한 입체도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 배수개폐부를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 5a는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 배수개폐부의 하우징의 덮개가 열린 상태를 도시한 입체도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 구성 중 일부 구성의 도시를 생략한 도면이다.
도 6은 일부 구성에 의해 가려진 구성이 보다 명확히 이해될 수 있도록 도 5b에 도시된 구성 중 일부 구성의 도시를 추가적으로 생략한 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 배수개폐부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법에 대한 개략적인 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상향, 하향, 상측, 하측 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들면, 도 1을 보았을 때, 전반적으로 12시 방향이 상향 및 상측, 전반적으로 6시 방향이 하향 및 하측 등이 될 수 있다.

이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템 및 이를 활용한 욕조 제어 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 제어박스부 및 배수개폐부가 욕조에 설치되는 영역을 설명하기 위한 개념도이다.

본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템은 배수개폐부(100) 및 제어박스부(200)를 포함한다. 예시적으로, 배수개폐부(100)는 욕조 배수구를 개폐하는 배수구 마개에 대응하는 욕조 배수마개 시스템(bath cap system)으로서, 해당 욕조(300)의 배수구(310)의 개폐를 제어하는 역할, 욕조(300)에 받아지게 되는 물의 수온과 수위를 측정하는 역할, 제어박스부(200)와 통신을 수행하는 역할 등을 수행할 수 있다. 제어박스부(200)는 욕조 수전 제어에 대응하는 컨트롤 박스 시스템(control box system)으로서, 예를 들면 수도관에서 흐르는 유량을 제어하는 역할, 무선네트워크를 이용하여 사용자 단말(스마트폰)과 통신하는 역할, 배수개폐부(100)와 통신하는 역할 등을 수행할 수 있다.

예시적으로 도 1을 참조하면, 배수개폐부(100)는 배수구(310)와 연계하여 A 영역(배수구 주변의 위치)에 설치되고, 제어박스부(200)는 수도관과 연계하여 B 영역(수도관 주변의 위치)에 설치될 수 있다.

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 제어박스부의 외형을 개략적으로 나타낸 입체도이고, 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 제어박스부의 내부를 개략적으로 도시한 입체도이다.

제어박스부(200)는 요청 정보를 사용자 단말로부터 수신하는 통신부(220)를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 통신부(220)는 지그비 모듈(221), 마이크로 컨트롤러(MCU, Micro Controller Unit)(222) 및 와이파이 모듈(223)을 포함할 수 있다. 마이크로 컨트롤러(222)와이파이 모듈(223) 와이파이 모듈(223)은 무선네트워크를 이용하여 사용자 단말과 통신할 수 있다. 와이파이 모듈(223) 통신부(220)는 와이파이 모듈(223)을 통하여 사용자 단말로부터 사용자의 요청 정보를 수신할 수 있다. 예시적으로, 사용자 단말은 스마트폰일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 사용자의 요청 정보는 사용자가 원하는 욕조에 채워질 물의 온도 정보와 수위 정보를 포함할 수 있다. 사용자는 사용자 단말을 통해 사용자의 요청 정보를 입력하고 통신부(220)로 전송할 수 있다. 또한, 사용자는 물의 온도와 수위뿐만 아니라 물이 욕조(300)에 채워지는 시작 시간, 종료 시간 등을 요청 정보로서 설정하여 통신부(220)로 전송할 수 있다. 제어박스부(200)는 와이파이 모듈(223)을 활용하여 사용자 단말과 연동되어 목욕 예약 기능을 구현할 수 있다. 사용자가 물이 욕조(300)에 채워지는 시작 시간을 설정함으로써 예약 기능이 있는 스마트 욕조 시스템이 가능하게 된다. 다시 말해, 통신부(220)는 사용자가 설정한 물이 욕조(300)에 채워지는 시작 시간, 욕조에 채워질 물의 온도 및 수위 등을 사용자의 요청 정보로서 사용자의 단말로부터 수신할 수 있다.

이처럼 본원에 의하면, 사물인터넷이라는 기술적 트렌드에 맞게 스마트폰과 같은 사용자 단말과 연동되어 원격으로 사용자가 원하는 방향으로 작동이 가능한 스마트 욕조 시스템이 제공될 수 있다. 예를 들어, 본원에 의하면 스마트폰으로부터 입력된 명령에 기반하여 원하는 수온과 원하는 양의 목욕물이 자동적으로 욕조 내에 받아질 수 있다.

또한, 제어박스부(200)는 디스플레이부(230)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 디스플레이부(230)는 제어박스부(200)의 외측에 형성되어, 디스플레이부(230)를 통해 사용자가 욕조 내의 물의 온도 및 수위를 시각적으로 확인할 수 있다. 또한, 제어박스부(200)는 입력부(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 사용자의 요청 정보를 입력하는 방식은 사용자 단말(스마트폰)을 통해 통신부(220)로 전송되어 제어박스부(200)로 전달하는 방식으로만 한정되는 것이 아니라, 제어박스부(200)에 마련된 입력부를 통해 직접 입력하는 방식 또한 포함할 수 있다. 예시적으로, 디스플레이부(230)가 터치 스크린으로 구비되면 디스플레이부(230)가 입력부를 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 디스플레이부(230)에 대한 터치 입력 등을 통해 물이 채워지기 시작하는 시간, 물의 수위, 물의 정보 등 사용자의 요청 정보를 입력할 수 있다.

도 2를 참조하면, 제어박스부(200)는 냉수관(211) 및 온수관(212)을 포함하는 수도관(210)에 연결되어 욕조(300) 내로 물을 공급하도록 설치될 수 있다. 제어박스부(200)는 수도관(210)에 연결되어 욕조 수전의 역할을 대신하여 욕조(300)내로 물을 공급하도록 설치될 수 있다. 제어박스부(200)는 통신부(220)를 통해 수신된 사용자의 요청 정보에 맞추어 물이 욕조(300) 내로 공급될 수 있도록, 냉수관(211) 및 온수관(212)을 포함하는 수도관(210)과 연결될 수 있다.

통신부(220)의 마이크로 컨트롤러(222)는 사용자 단말로부터 수신한 사용자의 요청 정보를 와이파이 모듈(223)을 통해 수신할 수 있다. 사용자의 요청 정보를 수신한 마이크로 컨트롤러(222)는 냉수관(211)에 연결되는 냉수 밸브(211a) 및 온수관(212)에 연결되는 온수 밸브(212a)를 개방하여 욕조(300) 내로 물이 공급되게 할 수 있다.

도 4는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 배수개폐부를 개략적으로 나타낸 개념도이다. 도 5a는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 배수개폐부의 하우징의 덮개가 열린 상태를 도시한 개략적인 입체도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 구성 중 일부 구성의 도시를 생략한 도면이며, 도 6은 일부 구성에 의해 가려진 구성이 보다 명확히 이해될 수 있도록 도 5b에 도시된 구성 중 일부 구성의 도시를 추가적으로 생략한 도면이다.

배수개폐부(100)는 욕조(300) 내 배수구(310)에 설치될 수 있다. 배수개폐부(100)는 배수구(310)를 개폐할 수 있다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 배수개폐부(100)는 배수구 마개(140)가 배수구(310)를 개폐하도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 배수개폐부(100)는 욕조(300) 내 배수구(310)에 기설치된 배수 마개를 대신하여 설치될 수 있다. 배수개폐부(100)는 수도관(210)으로부터 욕조(300)내로 물이 공급되면 배수구(310)를 폐쇄할 수 있다.

도 4를 참조하면, 배수개폐부(100)는 물 수용용기(110), 도전성 부재(120) 및 회로 연결부(130)를 포함할 수 있다.

물 수용용기(110)는 상향 개구되고 배수구(310)를 통해 배수되는 물의 일부를 축적하도록 배수구(310) 하측에 배치될 수 있다.

도 1을 참조하면, 물 수용용기(110)는 B영역에서 배수구(310)의 하측에 배치될 수 있다. 제어박스부(200)에서 냉수 밸브(211a) 및 온수 밸브(212a) 중 하나 이상을 개방하여 욕조(300) 내로 공급되는 냉수 및 온수 중 하나 이상이 배수구(310)를 통해 배수되면 상향 개구된 물 수용용기(110)는 배수되는 냉수 및 온수 중 하나 이상의 일부를 축적할 수 있다.

도전성 부재(120)는 배수구(310) 상측에 배치되고 물 수용용기(110)의 하향 이동과 연동하도록 물 수용용기(110)와 연결될 수 있다. 여기서, 도전성 부재(120)는 통전 가능한 부재를 의미한다. 또한, 도전성 부재(120)는 물 수용용기(110)의 자중 증가와 연동하여 휨 변형 가능한 플렉서블한 재질로 구비될 수 있다. 예시적으로, 도전성 부재(120)는 플렉서블 금속 바 형태로 구비될 수 있다.

도 1을 참조하면, 도전성 부재(120)는 B영역에서 배수구(310)의 상측에 배치되어 배수구(310)의 하측에 배치된 물 수용용기(110)의 하향 이동과 연동하도록 물 수용용기(110)와 연결될 수 있다. 도 4를 참조하면, 도전성 부재(120)와 물 수용용기(110)가 연결되도록 배수개폐부(100)는 와이어(180)를 포함할 수 있다. 와이어(180)는 물 수용용기(110)의 하향 이동과 연동하여 도전성 부재(120)가 하향 이동(변형)되도록 할 수 있다.

물 수용용기(110)는 도전성 부재(120)의 중간 부분에 연결될 수 있다. 다시 말해, 와이어(180)는 도전성 부재(120)의 중간 부분에 연결되어 물 수용용기(110)와 도전성 부재(120)를 연결할 수 있다. 와이어(180)로 연결된 도전성 부재(120)는 축적된 물의 자중에 의해 하향 이동되는 물 수용용기(110)와 연동되어 하향 이동될 수 있다.

예시적으로 도 4를 참조하면, 와이어(180)는 물 수용용기(110)의 둘레 중 복수의 부분에 대해 분기하여 연장되는 형태로 연결될 수 있다. 즉, 와이어(180)는 물 수용용기(110)에 동적으로 유입되며 축적되는 물에 의해 물 수용용기(110)가 흔들리는 것이 저감되도록, 물 수용용기(110)와 복수의 지점에 대한 연결이 이루어지도록 구비될 수 있다. 또한, 와이어(180)는 물 수용용기(110)에 축적된 물의 자중 및 그에 따른 충격을 견딜 수 있는 수준의 강도를 가지는 소재로 구비됨이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 회로 연결부(130)는 도전성 부재(120)에 대하여 하측으로 간격을 두고 배치될 수 있다.

도전성 부재(120)는, 축적된 물의 자중에 의해 물 수용용기(110)가 하향 이동되는 것과 연동하여 하향 이동될 때 회로 연결부(130)와 선택적으로 접촉되도록 구비될 수 있다.

도 4및 도 6을 참조하면, 회로 연결부(130)는 도전성 부재(120)에 대하여 하측으로 간격을 두고 배치되고, 물 수용용기(110)에 축적되는 물의 양이 점차 늘어 물 수용용기(110)의 자중 또는 그에 축적된 물의 자중이 소정(미리 설정된 자중) 이상 증가되면, 도전성 부재(120)가 회로 연결부(130)에 접촉되는 정도로 하향 이동(변형)되어 회로 연결부(130)와 접촉될 수 있다. 반면, 물 수용용기(110)에 축적된 물의 양이 점차 줄어 물 수용용기(110) 또는 그에 축적된 물의 자중이 소정(미리 설정된 자중) 미만으로 감소되면, 도전성 부재(120)는 다시 상향 이동(변형)되어 회로 연결부(130)와의 접촉이 해제될 수 있다. 즉, 도전성 부재(120)는 물 수용용기(110)의 자중과 연동하여 그 자중이 증가되면 하향으로 탄성 이동(변형)되고, 그 자중이 감소되면 상향으로 탄성 회복(변형)되는 소정의 탄성력을 갖는 부재로 구비될 수 있다. 예시적으로, 도전성 부재(120)는 하향 탄성 변형되고 상향 탄성 회복되는 휨 탄성을 갖는 플렉서블한 부재일 수 있다. 이러한 도전성 부재(120)를 통해 회로 연결부(130)와의 선택적인 접촉이 이루어질 수 있다.

도전성 부재(120)는 하향으로 작용되는 하중에 의해 휨 변형 가능한 캔틸레버(외팔보) 형태로 구비될 수 있다.

도전성 부재(120)는 물 수용용기(110)에 축적된 물의 자중에 의해 휨 변형 가능하도록 일단이 고정(구속)되고 타단은 자유단인 캔틸레버 형태로 구비될 수 있다. 도 7을 참조하면, 도전성 부재(120)의 타단(타측 단부)은 물 수용용기(110)에 축적된 물의 자중에 의한 휨 변형으로 회로 연결부(130)와 선택적으로 접촉될 수 있다.

도전성 부재(120)와 회로 연결부(130)가 접촉되면, 배수개폐부(100)는 전원 온(ON) 상태에 놓일 수 있다.

도전성 부재(120)는 회로 연결부(130)와의 접촉에 기초하여 배수개폐부(100)의 열린 회로가 상호 연결되어 닫힌 회로 상태에 놓이면서 전원 온 상태가 되도록 구비될 수 있다. 욕조 배수구(310)로 배수된 물의 일부가 물 수용용기(110)에 축적되어 물 수용용기(110) 또는 그에 축적된 물의 무게가 증가되면, 그 증가된 무게로 인해 도전성 부재(120)가 하향 이동(예를 들면 휨 변형)되면서 회로 연결부(130)에 접촉되어 닫힌 회로가 형성되면서 배수개폐부(100)가 전원 온 상태에 놓일 수 있다. 이로 인해, 사용자가 직접 회로 연결부(130)를 작동시키거나 전원 버튼을 누르지 않더라도 배수개폐부(100)는 전원 온 상태에 놓일 수 있다.

회로 연결부(130)는 전원 온 상태에서 도전성 부재(120)의 캔틸레버 단부의 하면을 지지하도록 구비될 수 있다. 도 4를 참조하면, 회로 연결부(130)는 단순히 도전성 부재(120)의 단부(타측 단부)에 접촉되는 것이 아니라, 물 수용용기(110)의 무게 증가에 대응하여 도전성 부재(120)에 가해지는 하향 하중 중 일부를 분담하도록 도전성 부재(120)의 단부를 지지할 수 있다. 예시적으로, 도전성 부재(120)는 캔틸레버 형태로 구비되되, 그 중간 부분과 와이어(180)를 통해 연결되는 물 수용용기(110)의 자중 증가에 의해 타측 단부가 회로 연결부(130)에 접촉되면 캔틸레버의 원래의 고정 단부와 회로 연결부(130) 각각에 지지되는 2점 지지 상태로 변환될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 물 수용용기(110)의 바닥에는 물 수용용기(110)로 유입되는 물을 배출하는 하나 이상의 홀(111)이 형성될 수 있다. 배수구(310)가 배수구 마개(140)에 의한 닫힌 다음, 물 수용용기(110)는 이러한 홀(111)을 통해 축적된 물을 배출할 수 있고, 이에 따라 물 수용용기(110)에 채워진 물을 별도로 비우는 작업이 생략될 수 있다.

도 7의 (a)를 참조하면, 하나 이상의 홀(111)은, 배수구(310)가 열린 상태에서 제어박스부(200)에 의해 제어되어 수도관(210)을 통해 욕조(300) 내로 공급되고 물 수용용기(110) 내부로 유입되는 물의 유량(Qin)보다 적은 유량(Qout)으로 물을 배출하는 크기로 형성될 수 있다.

이처럼, 하나 이상의 홀(111)을 통해 배출되는 물의 유량(Qout)이 물 수용용기(110)로 유입되는 물의 유량(Qin)보다 적도록 홀(111)이 형성됨으로써, 배수구(310)가 열린 상태에서 물 수용용기(110)로 물이 유입될수록 물 수용용기(110) 내부의 물의 수위가 점점 높아질 수 있다. 이에 따라, 물 수용용기(110)에 홀(111)이 형성되어 있음에도 물 수용용기(110)의 자중(하중)이 점차 증가될 수 있고, 물 수용용기(110)의 자중이 소정(미리 설정된 자중) 이상에 도달하면 도전성 부재(120)가 하향 이동되어 회로 연결부(130)에 접촉되는 동작이 이루어질 수 있다. 또한 도 7의 (b)를 참조하면, 배수구(310)가 닫힌 상태가 된 다음에는, 물 수용용기(110) 내부에 채워진 물이 홀(111)을 통해 자동적으로 배출될 수 있다. 또한, 배수구(310)가 열린 상태에서 물 수용용기(110)로 유입되는 물의 유량은, 하나 이상의 홀(111)을 통해 배출되는 유량보다 작은 유량이 되지 않도록, 제어박스부(200)에 의해 하나 이상의 홀(111)을 통해 배출되는 유량을 초과하는 유량을 갖도록 제어될 수 있다. 다시 말해, 하나 이상의 홀(111)을 소정 이하로 작게 형성하여 둔다고 하더라도, 물 수용용기(110)로 유입되는 물의 유량이 너무 적은 경우, 물 수용용기(110) 내부에 축적되는 물의 수위가 높아질 수 없다. 따라서, 물 수용용기(110)로 유입되는 물의 유량 또한 제어박스부(200)에 의해 소정 이상의 유량을 갖도록 제어됨이 바람직하다.

배수개폐부(100)는, 도전성 부재(120)와 회로 연결부(130)가 상호 접촉된 전원 온 상태가 유지되도록 구동되는 전원 유지부(160)를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 물 수용용기(110)에 형성된 하나 이상의 홀(111)을 통해 물 수용용기(110)에 축적된 물이 유출되어 물 수용용기(110) 내부의 물의 수위가 낮아지면 물 수용용기(110)의 자중이 다시 줄어들면서 도전성 부재(120)의 상향으로의 탄성 회복력에 의해 물 수용용기(110) 또한 상향 이동되려고 할 수 있다. 전원 유지부(160)는 도전성 부재(120)와 회로 연결부(130)가 상호 접촉된 전원 온 상태에서, 도전성 부재(120)의 상향 이동을 방지하도록 구동되어, 배수구(310)가 닫힌 이후 물 수용용기(110)로의 물 유입이 중단되면서 물 수용용기(110) 내부의 물의 수위가 다시 낮아지더라도, 도전성 부재(120)가 회로 연결부(130)에 대한 접촉을 계속적으로 유지하도록 할 수 있다.

도 7은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템의 배수개폐부의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

도 7을 참조하면, 전원 유지부(160)는, 고정 부재(161) 및 고정 부재 구동 유닛(162)을 포함할 수 있다. 고정 부재(161)는 도전성 부재(120)의 상향 이동을 제한하도록 도전성 부재(120)의 상측을 지지 또는 가압할 수 있다. 고정 부재 구동 유닛(162)은 전원 온 상태에서 고정 부재(161)에 구동력을 제공할 수 있다.

도 7의 (a)를 참조하면, 물 수용용기(110)에 축적된 물의 자중에 의해 하향 이동되면서 물 수용용기(110)와 연결된 도전성 부재(120)가 회로 연결부(130)에 접촉되어 배수개폐부(100)가 전원 온 상태가 될 수 있다. 도 7의 (b)를 참조하면, 이러한 전워 온 상태에서 고정 부재(161)는 도전성 부재(120)가 회로 연결부(120)에 대한 접촉을 유지하도록 도전성 부재(120)의 상향 이동을 저지할 수 있다.

예시적으로, 고정 부재 구동 유닛(162)은 모터로 구비될 수 있다. 또한, 도 7의 (a) 및 (b)를 함께 참조하면, 고정 부재 구동 유닛(162)는 고정 부재(161)를 회전 이동시킬 수 있다. 전원 온 상태가 되면 상기 회전 이동에 따라, 고정 부재(161)의 단부는 도전성 부재(120)의 상면을 지지 또는 가압하도록 도전성 부재(120)의 상면 측으로 이동될 수 있다. 이후 배수개폐부(100)에 배수구 열림 신호(전원 오프 신호)가 전달되면 후술할 마개 구동 유닛(150)의 의해 배수구 마개(140)를 이동시켜 배수구(310)를 개방하고, 개방된 배수구(310)를 통해 배수가 이루어지고 나면 고정 부재 구동 유닛(162)에 의해 고정 부재(161)를 다시 원 위치(도전성 부재와 접촉되지 않는 위치)로 이동시킴으로써 도전성 부재(120) 또한 물 수용용기(110)가 미리 설정된 자중 미만이 되도록 물 수용용기(110) 내부의 물이 소정 이상 배출되고 나면 원 위치(회로 연결부와 접촉되지 않는 위치)로 상향 이동되고, 이에 따라 전원 공급이 중단될 수 있다.

배수개폐부(100)는, 배수구(310)를 개폐하는 배수구 마개(140) 및 전원 온 상태에서 배수구(310)가 닫힌 상태에 놓이도록 배수구 마개(140)를 상하 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 마개 구동 유닛(150)을 포함할 수 있다.

도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 배수개폐부(100)는 통신부를 포함할 수 있다. 통신부는 마이크로 컨트롤러(191) 및 지그비 모듈(192)을 포함할 수 있다. 마이크로 컨트롤러(191)는 지그비 모듈(192) 및 후술할 센서 유닛(170)과 연결될 수 있다.

전원 온 상태가 되면 마개 구동 유닛(150)은 마이크로 컨트롤러(191)에 의해 작동하고 마개 구동 유닛(150)에 의해 배수 마개(140)가 이동하여 배수구(310)가 닫힌 상태에 놓이도록 배수구(310)를 폐쇄할 수 있다.

배수구 마개(140)는 폐쇄 몸체부(141) 및 폐쇄 몸체부(141)로부터 상향 연장되고 상하 방향을 따라 랙 기어가 형성되는 기어 부재(142)를 포함할 수 있다.

도 7을 참조하면, 마개 구동 유닛(150)이 작동하면서 마개 구동 유닛(150)에 의해 폐쇄 몸체부(141)로부터 상향 연장된 기어 부재(142)가 상향 또는 하향으로 이동하여 폐쇄 몸체부(141)가 배수구(310)를 폐쇄할 수 있다. 예시적으로 도 7에 나타난 바와 같이, 마개 구동 유닛(150)에 의해 기어 부재(142)가 하향 이동되면서 폐쇄 몸체부(141) 또한 하향 이동되면서 그 아래에 위치한 배수구(310)를 막아 폐쇄할 수 있다. 폐쇄 몸체부(141)는 배수구(310)를 닫힌 상태에 놓이도록 하는 통상적인 마개 형상 또는 덮개 형상으로 구비될 수 있다. 예시적으로 도 7을 참조하면, 폐쇄 몸체부(141)는 원통 형상으로 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 폐쇄 몸체부(141)는 그 하부는 배수구(310)에 삽입되는 마개 형태로 구비되고 그 상부는 배수구(310)의 상측을 덮는 덮개 형태로 구비될 수 있다.

마개 구동 유닛(150)은 기어 부재(142)의 랙 기어와 기어 결합될 수 있다.

예를 들어 도 7를 참조하면, 마개 구동 유닛(150)은 회전구동모터일 수 있고, 회전구동모터에 치형(원형)기어가 연결되어 기어 부재(142)의 랙 기어와 맞물림 결합(기어 결합)될 수 있다. 또한, 마개 구동 유닛(150)은 승하강 이동에 모두 관여하는 2방향 구동이 가능한 모터일 수 있다. 이러한 마개 구동 유닛(150)의 2방향 구동에 따라, 전원 온 상태가 되면 배수구(310)를 폐쇄하는 동작이 이루어질 수 있고, 배수구 열림 신호를 전달받으면 배수구(310)를 다시 개방하는 동작이 이루어질 수 있다.

또한, 도 4 및 도 7을 참조하면, 도전성 부재(120)와 물 수용용기(110)를 연결하는 와이어(180)는 배수구(310)를 선택적으로 개폐하도록 도전성 부재(120)와 물 수용용기(110)의 사이에 위치하는 폐쇄 몸체부(141)를 관통하여 지나가도록 연장될 수 있다. 예시적으로, 배수구(310)를 선택적으로 폐쇄하는 폐쇄 몸체부(141)는 기밀성 확보를 위해 고무 재질과 같은 탄력성 있는 재질로 구비될 수 있다. 또한, 폐쇄 몸체부(141)에는 와이어(180)가 통과할 수 있도록 상하 방향으로 통과 홀이 형성되되 소정의 탄성 회복력으로 와이어(180)를 가압할 수 있도록 와이어(180)의 폭(직경)보다 작은 폭(직경)으로 형성됨으로써, 와이어(180)와 통과 홀 사이를 통해 배수구(310)가 폐쇄된 상태임에도 물이 누출되는 것을 방지 또는 저감할 수 있다. 또는 다른 예로, 폐쇄 몸체부(141)의 통과 홀과 와이어(180) 사이에는 실링 유닛의 설치 또는 실링 처리가 이루어질 수 있다.

또한, 폐쇄 몸체부(141)는 물 수용용기(110)의 자중이 미리 설정된 자중 이상으로 증가하여 와이어(180)가 하측으로 당겨질 때 와이어(180)와 함께 하측으로 소정 이상 이동되도록 와이어(180)와 적어도 일부 연동되게 연결 구비될 수 있다. 이러한 경우, 마개 구동 유닛(150)이 폐쇄 몸체부(141)를 하향 이동시키는 데에 소요되는 에너지가 절감될 수 있다. 또는 다른 예로, 폐쇄 몸체부(141)는 물 수용용기(110)의 자중이 미리 설정된 자중 이상으로 증가하여 와이어(180)가 하측으로 당겨질 때 와이어(180)와 연동되지 않아 하측으로 이동되지 않도록 구비될 수 있다. 이러한 경우, 전원 온 상태가 되어 마개 구동 유닛(150)이 작동되면 폐쇄 몸체부(141)가 하향 이동되어 배수구(310)를 폐쇄하게 된다.

이처럼 스마트 욕조 시스템은 물 수용용기(110)에 축적된 물의 자중에 의한 하향 이동과 연동된 도전성 부재(120)가 하향 이동되어 회로 연결부(130)와 접촉하여 닫힌 회로를 형성함으로써 배수개폐부(100)가 전원 온 상태가 되면(도 7의 (a) 참조), 마이크로 컨트롤러(191)에 의해 마개 구동 유닛(150)이 작동하여 폐쇄 몸체부(141)가 이동되어 배수구(310)를 폐쇄하기 때문에(도 7의 (b) 참조) 사용자가 배수구(310)를 직접 폐쇄하지 않아도 자동적으로 배수구(310)를 폐쇄할 수 있다.

한편, 배수개폐부(100)는 욕조(300) 내에 수용된 물의 상태 정보를 감지할 수 있다. 이를 위해 배수개폐부(100)는 전원 온 상태에서 물의 상태 정보를 감지하는 센서 유닛(170)을 포함할 수 있다. 물의 상태 정보는 욕조(300) 내로 공급되는 물에 대한 온도 정보 및 수위 정보를 포함할 수 있다. 센서 유닛(120)은 온도를 감지하는 온도 센서와 수위를 감지하는 압력 센서를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 센서 유닛(170)은 배수개폐부(100)의 내부를 감싸는 하우징 덮개의 외측에 구비되어 욕조(300)내의 물의 온도 및 수위를 감지할 수 있다. 예시적으로, 수위를 감지하는 압력 센서의 경우, 압력 센서가 설치된 위치에서 물의 수위가 높아짐에 따라 감지되는 압력의 증가를 고려하여 욕조(300) 내를 채우는 물의 수위 증가를 예측할 수 있다.

배수개폐부(100)는 제어박스부(200)와 정보 내지 신호를 송신하기 위한 통신을 할 수 있다. 예시적으로, 배수개폐부(100)는 지그비 모듈(192)을 통해 제어박스부(200)의 지그비 모듈(221)과 통신할 수 있다. 이를테면 배수개폐부(100)는 지그비 모듈(192)을 통해 온도 센서와 압력 센서에서 측정한 물의 온도 값과 수위 값을 제어박스부(200)로 송신하고, 제어박스부(200)는 지그비 모듈(222)을 통해 온도 센서와 압력 센서에서 측정한 물의 온도 값과 수위 값을 수신할 수 있다.

또한, 제어박스부(200)는 배수개폐부(100)로부터 전달받은 물의 상태 정보를 표시하는 디스플레이부(230)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이부(230)를 통해 현재 욕조(300) 내 물의 온도와 수위를 시각적으로 확인할 수 있다. 전술한 바와 같이, 디스플레이부(230)는 터치 입력이 가능하게 구비되어 사용자의 요청 정보를 직접 입력받는 입력부의 역할까지 수행할 수 있다.

제어박스부(200)는 배수개폐부(100)로부터 전달받은 물의 상태 정보를 기초로 수도관(210)을 통해 욕조(300) 내로 공급되는 물의 유량 및 종류 중 적어도 하나를 제어한다. 예시적으로, 제어박스부(200)는 지그비 모듈(192)로부터 수신한 물의 온도 값과 수위 값을 기초로 욕조(300)내에 공급되는 물의 유량 및 종류를 제어할 수 있다. 여기서, 물의 유량 제어는 냉수의 유량 및 온수의 유량 중 하나 이상을 제어하는 것이고, 물의 종류 제어는 냉수 및 온수 중 하나 이상을 선택하도록 제어하는 것을 의미할 수 있다.

제어박스부(200)는 욕조 내의 물의 상태와 관련된 사용자의 요청 정보에 물의 상태 정보가 수렴하도록 냉수관(211)으로부터 공급되는 냉수의 유량 및 온수관(212)으로부터 공급되는 온수의 유량 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

제어박스부(200)는 배수개폐부(100)로부터 수신한 값(예를 들면 욕조 내 물의 온도 및 수위 정보)과 사용자의 요청 정보 값(예를 들면 사용자가 원하는 물의 온도 및 수위 정보)을 비교하여 배수개폐부(100)로부터 수신한 값이 사용자의 요청 정보에 보다 수렴하도록 하는 방향으로 냉수 및 온수 중 적어도 하나의 유량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 현재 감지된 온도가 사용자 요청 정보에 대응하는 온도보다 낮은 경우, 제어박스부(200)는 온수의 유량을 보다 늘리거나, 냉수의 유량을 보다 줄이거나, 온수의 유량을 그대로 유지하면서 냉수의 공급을 중단하는 등, 욕조(300) 내 물의 온도를 높이는 방향으로 냉수 및 온수 중 하나 이상의 유량 제어를 수행할 수 있다. 반대로, 현재 감지된 온도가 사용자 요청 정보에 대응하는 온도보다 높은 경우, 제어박스부(200)는 욕조(300) 내 물의 온도를 낮추는 방향으로 냉수 및 온수 중 하나 이상의 유량 제어를 수행할 수 있다.

제어박스부(200)는 냉수관(211)으로부터 공급되는 냉수의 유량 제어를 위해 냉수관(211)에 연결되는 냉수 밸브(211a) 및 온수관(212)으로부터 공급되는 온수의 유량 제어를 위해 온수관(212)에 연결되는 온수 밸브(212a) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 예시적으로, 냉수 밸브(211a) 및 온수 밸브(212a)는 전기적으로 제어되는 솔레노이드 밸브일 수 있다. 제어박스부(200)는 배수개폐부(100)로부터 수신한 값과 사용자의 요청 정보 값을 비교하여 사용자의 요청 정보에 수렴하도록 냉수 밸브(211a)와 온수 밸브(212a)를 제어하여 냉수의 유량과 온수의 유량 중 하나 이상을 제어할 수 있다. 경우에 따라 냉수 밸브(211a)만 개방되어 냉수만 욕조(300)내에 공급될 수 있고, 온수 밸브(212a)만 개방되어 온수만 욕조(300)내에 공급될 수 있으며 또한, 냉수 밸브(211a)와 온수 밸브(212a)가 동시에 개방되어 온수와 냉수가 동시에 욕조(300)내에 공급될 수 있다.

제어박스부(200)는 욕조(300) 내에 공급된 물의 상태 정보가 사용자의 요청 정보에 수렴될 때까지 배수개폐부(100)로부터 물의 상태 정보를 수신받을 수 있다.

제어박스부(200)는 욕조(300)내에 공급된 물의 상태 정보가 사용자의 요청 정보에 수렴되면, 제어박스부(200)의 마이크로 컨트롤러(222)는 배수개폐부(100)의 마이크로 컨트롤러(191)로 작동 정지 명령을 송신할 수 있다. 배수개폐부(100)의 마이크로 컨트롤러(191)는 제어박스부(200)의 마이크로 컨트롤러(222)로부터 작동 정지 명령을 수신 받게 되면 배수개폐부(100)의 지그비 모듈(192)은 더 이상 제어박스부(200)의 지그비 모듈(221)로 물의 상태 정보 측정값을 송신하지 않을 수 있다.

이 후, 사용자가 목욕을 마치게 되면, 사용자는 외부 전원버튼(500)을 눌러 배수구(310)가 개방되도록 할 수 있다. 배수개폐부(100)는 내부 전원버튼(400)과 외부 전원버튼(500)을 포함할 수 있다. 도 4 및 도 5a를 참조하면, 내부 전원버튼(400)은 배수개폐부(100)의 하우징(하우징 덮개와 하우징 베이스를 포함하는 구성) 내부에 구비될 수 있다. 예시적으로, 내부 전원버튼(400)은 전원 온 신호 또는 전원 오프 신호를 마이크로 컨트롤러(222)로 전달하도록 마이크로 컨트롤러(222)와 연결되게 구비될 수 있다. 또한 도 4를 참조하면, 외부 전원버튼(500)은 하우징 덮개의 외측으로 일부 돌출되도록 구비될 수 있다. 또한, 외부 전원버튼(500)은 하우징 덮개의 외측으로 일부 돌출된 부분을 사용자가 눌렀을 때 그 누름 압력이 내부 전원버튼(400)으로 전달되어 내부 전원버튼(400)이 눌러지도록 구비될 수 있다. 예시적으로 도 4 및 도 5a를 참조하면, 외부 전원버튼(500)은 막대(bar) 형상으로 구비되어 내부 전원버튼(400) 상에 연직 배치될 수 있다. 따라서, 사용자가 목욕을 마치고 외부 전원버튼(500)을 누르면 외부 전원버튼(500)이 내부 전원버튼(400)에 접촉되고 내부 전원버튼(400)에 사용자의 하향 누름 압력이 전달되어 눌러지면서 내부 전원버튼(400)이 작동할 수 있다. 내부 전원버튼(400)이 작동되면 배수구 열림 신호(전원 오프 신호)가 마이크로 컨트롤러(191)에 전달되고 마이크로 컨트롤러(191)에 의해 마개 구동 유닛(150)이 작동하게 되면서 폐쇄 몸체부(141)가 배수구(310)를 개방할 수 있다.

전술한 바와 같이, 마개 구동 유닛(150)은 기어 부재(142)의 랙 기어와 기어 결합되어 기어 부재(142)가 상향 또는 하향으로 이동하여 폐쇄 몸체부(141)를 이동시켜 폐쇄 몸체부(141)가 배수구(310)를 개방할 수 있다. 내부 전원버튼(400)이 작동되면 마이크로 컨트롤러(191)에 의해 마개 구동 유닛(150)이 작동되고, 그 후 고정 부재 구동 유닛(162)이 작동하면서 고정 부재(161)는 도전성 부재(120)에 가하는 압력을 중단하도록 이동될 수 있다. 또한, 더 이상 고정 부재(161)에 의해 압력을 받지 않는 도전성 부재(120)는 물 수용용기(110)에 축적된 물이 홀(111)을 통해 유출되어 물 수용용기(110)의 자중이 미리 설정된 자중 미만으로 작아지면서 상향으로 탄성 회복(이동)됨에 따라 도전성 부재(120)와 회로 연결부(130)의 접촉이 중단되어 배수개폐부(100)가 전원 오프 상태가 될 수 있다.

한편, 이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법에 대해 설명한다. 다만, 상기 욕조 제어 방법은 전술한 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 제어 방법으로서 그와 동일하거나 상응한 기술적 특징을 공유한다고 할 것이므로, 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템과 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.

도 8은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법에 대한 개략적인 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법은, 제어박스부(200)가 욕조(300) 내의 물의 상태와 관련된 요청 정보를 전달받고, 욕조(300) 내로 물의 공급을 시작하는 단계(S810)를 포함할 수 있다. 제어박스부(200)는 스마트폰과 같은 사용자의 단말로부터 물의 온도와 수위에 관한 요청 정보를 수신할 수 있다. 사용자의 요청 정보를 수신한 제어박스부(200)는 수도관(210)을 통해 욕조(300)내로 물의 공급을 시작할 수 있다.

또한, 도 8을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법은, 물 수용용기(110)가 배수구(310)를 통해 배수되는 물의 일부를 축적하여 축적된 물의 자중에 의해 하향 이동되는 것과 연동하여 도전성 부재(120)가 하향 이동되어 회로 연결부(130)와 접촉됨으로써 배수개폐부(100)가 전원 온 상태에 놓이고, 전원 온 상태에서 마개 구동 유닛(150)이 배수구 마개(140)를 상하 방향으로 이동시켜 배수구(310)가 닫힌 상태에 놓이도록 하는 단계(S820)를 포함할 수 있다. 욕조 배수구(310)로 배수된 물의 일부가 물 수용용기(110)에 축적되어 자중에 의해 물 수용용기(110)가 하향 이동되면 이와 연동되는 도전성 부재(120)도 하향 이동하면서 회로 연결부(130)와 접촉되어 배수개폐부(100)를 전원 온 상태에 놓이게 할 수 있다. 전원 온 상태에서 마개 구동 유닛(150)은 기어 부재(142)의 랙 기어와 기어 결합되어 기어 부재(142)가 상향 또는 하향으로 이동하여 폐쇄 몸체부(141)를 이동시켜 폐쇄 몸체부(141)가 배수구(310)를 폐쇄하여 배수구(310)가 닫힌 상태에 놓이도록 할 수 있다. 전원 유지부(160)가 도전성 부재(120)의 상향 이동을 제한하도록 도전성 부재(120)의 상측을 지지 또는 가압하여 도전성 부재(120)와 회로 연결부(130)가 상호 접촉된 전원 온 상태를 유지 할 수 있다.

또한, 도 8을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법은, 배수개폐부(100)가 욕조(300) 내에 수용된 물의 상태 정보를 감지하여 제어박스부(200)에 전달하는 단계(S830)을 포함할 수 있다. 배수개폐부(100)의 센서 유닛(170)은 욕조(300)안에 있는 물의 온도와 수위를 측정할 수 있다. 배수개폐부(100)는 지그비 모듈(192)을 통해 센서 유닛(120)에서 측정한 물의 온도 값과 수위 값을 제어박스부(200)의 지그비 모듈(221)로 송신할 수 있다.

또한 도 8을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법은, 제어박스부(200)가 전달받은 욕조(300) 내에 수용된 물의 상태 정보가 요청 정보에 수렴하도록, 냉수관(211)으로부터 공급되는 냉수의 유량 및 온수관(212)으로부터 공급되는 온수의 유량 중 적어도 하나를 제어하는 단계(S840)를 포함할 수 있다. 제어박스부(200)는 배수개폐부(100)로부터 수신한 값과 사용자의 요청 정보 값을 비교하여 사용자의 요청 정보에 수렴하도록 냉수 밸브(211a)와 온수 밸브(212a)를 제어하여 냉수의 유량과 온수의 유량을 제어할 수 있다.

또한, S830 단계와 S840 단계는, 전달받은 욕조(300) 내에 수용된 물의 상태 정보가 요청 정보에 미리 설정된 오차 범위 이내로 수렴할 때까지 반복될 수 있다.

제어박스부(200)는 욕조(300)내에 공급된 물의 상태 정보가 사용자의 요청 정보에 수렴될 때까지 배수개폐부(100)로부터 물의 상태 정보를 수신 받을 수 있다. 제어박스부(200)는 욕조(300)내에 공급된 물의 상태 정보가 사용자의 요청 정보에 수렴되면, 제어박스부(200)의 마이크로 컨트롤러(222)는 배수개폐부(100)의 마이크로 컨트롤러(191)로 작동 정지 명령을 송신할 수 있다. 배수개폐부(100)의 마이크로 컨트롤러(191)는 제어박스부(200)의 마이크로 컨트롤러(222)로부터 작동 정지 명령을 수신 받게 되면 배수개폐부(100)의 지그비 모듈(192)은 더 이상 제어박스부(200)의 지그비 모듈(222)로 물의 상태 정보 측정값을 송신하지 않을 수 있다. 이 후, 사용자가 목욕을 마치게 되면, 외부 전원버튼(500)을 눌러 배수구(310)가 개방될 수 있도록 한다.

상술한 설명에서, S810 단계 내지 S840 단계는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.

한편, 본원의 일 실시예에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

또한, 전술한 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.

이러한 본원에 의하면, 목욕 예약 기능을 구현하려는 종래 기술에서 욕조 자체를 기계적으로 새롭게 제작하여 기존에 설치된 욕조를 대체하고자 하는 구현하려는 것과 달리 욕조 시스템에서 욕조 수전 측과 배수구 측 각각에 대해 제어박스부와 배수개폐부를 설치하면 기존 설치된 욕조에 스마트 욕조 기능이 쉽게 구현될 수 있다. 또한, 본원에 의하면, 와이파이 모듈과 같은 무선인터넷 모듈을 활용하여 스마트폰, 태블릿, 노트북 등 사용자 단말과의 연동이 가능하고, 욕조 전체를 대체하는 것이 아니라 기존의 욕조 수전 부분과 배수구 및 욕조 마개 부분을 대체하여 욕조 전체의 교체 없이도 목욕 예약 기능 구현이 용이하게 이루어질 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 배수개폐부
110: 물 수용용기
111: 홀
120: 도전성 부재
130: 회로 연결부
140: 배수구 마개
141: 폐쇄 몸체부
142: 기어부재
150: 마개 구동 유닛
160: 전원 유지부
161: 고정 부재
162: 고정 부재 구동 유닛
170: 센서 유닛
180: 와이어
191: 마이크로 컨트롤러
192: 지그비 모듈
200: 제어박스부
210: 수도관
211: 냉수관
211a: 냉수 밸브
212: 온수관
212a: 온수 밸브
220: 통신부
221: 지그비 모듈
222: 마이크로 컨트롤러
223: 와이파이 모듈
300: 욕조
310: 배수구
400: 외부 전원버튼
500: 내부 전원버튼

Claims (18)

1. 스마트 욕조 시스템에 있어서,
   욕조 내 배수구에 설치되고, 상기 배수구를 개폐하며, 상기 욕조 내에 수용된 물의 상태 정보를 감지하는 배수개폐부; 및
   냉수관 및 온수관을 포함하는 수도관에 연결되어 상기 욕조 내로 물을 공급하도록 설치되고, 상기 배수개폐부로부터 전달받은 상기 물의 상태 정보를 기초로 상기 수도관을 통해 상기 욕조 내로 공급되는 물의 유량 및 종류 중 적어도 하나를 제어하는 제어박스부를 포함하되,
   상기 배수개폐부는, 상향 개구되고 상기 배수구를 통해 배수되는 물의 일부를 축적하도록 상기 배수구 하측에 배치되는 물 수용용기, 상기 배수구 상측에 배치되고 상기 물 수용용기의 하향 이동과 연동하도록 상기 물 수용용기와 연결되는 도전성 부재, 및 상기 도전성 부재에 대하여 하측으로 간격을 두고 배치되는 회로 연결부를 포함하는 것인, 스마트 욕조 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도전성 부재는, 축적된 물의 자중에 의해 상기 물 수용용기가 하향 이동되는 것과 연동하여 하향 이동될 때 상기 회로 연결부와 선택적으로 접촉되도록 구비되고,
   상기 도전성 부재와 상기 회로 연결부가 접촉되면, 상기 배수개폐부는 전원 온 상태에 놓이는 것인, 스마트 욕조 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 도전성 부재는 하향으로 작용되는 하중에 의해 휨 변형 가능한 캔틸레버 형태로 구비되는 것인, 스마트 욕조 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 물 수용용기는 상기 도전성 부재의 중간 부분과 연결되고,
   상기 회로 연결부는 상기 전원 온 상태에서 상기 도전성 부재의 캔틸레버 단부의 하면을 지지하도록 구비되는 것인, 스마트 욕조 시스템.
5. 제2항에 있어서,
   상기 배수개폐부는, 상기 배수구를 개폐하는 배수구 마개 및 상기 전원 온 상태에서 상기 배수구가 닫힌 상태에 놓이도록 배수구 마개를 상하 방향으로 이동시키는 구동력을 제공하는 마개 구동 유닛을 더 포함하는 것인, 스마트 욕조 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 배수구 마개는 폐쇄 몸체부 및 상기 폐쇄 몸체부로부터 상향 연장되고 상하 방향을 따라 랙 기어가 형성되는 기어 부재를 포함하고,
   상기 마개 구동 유닛은 상기 기어 부재의 랙 기어와 기어 결합되는 것인, 스마트 욕조 시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 물 수용용기의 바닥에는 상기 물 수용용기로 유입되는 물을 배출하는 하나 이상의 홀이 형성되되,
   상기 하나 이상의 홀은, 상기 배수구가 열린 상태에서 상기 제어박스부에 의해 제어되어 상기 수도관을 통해 상기 욕조 내로 공급되고 상기 물 수용용기 내부로 유입되는 물의 유량보다 적은 유량으로 물을 배출하는 크기로 형성되는 것인, 스마트 욕조 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 배수개폐부는, 상기 도전성 부재와 상기 회로 연결부가 상호 접촉된 상기 전원 온 상태가 유지되도록 구동되는 전원 유지부를 더 포함하고,
   상기 전원 유지부는, 상기 전원 온 상태에서 상기 도전성 부재의 상향 이동을 제한하도록 상기 도전성 부재의 상측을 지지 또는 가압하는 고정 부재 및 상기 전원 온 상태에서 상기 고정 부재에 구동력을 제공하는 고정 부재 구동 유닛을 포함하는 것인, 스마트 욕조 시스템.
9. 제2항에 있어서,
   상기 배수개폐부는, 상기 전원 온 상태에서 상기 물의 상태 정보를 감지하는 센서 유닛을 더 포함하는 것인, 스마트 욕조 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 물의 상태 정보는 온도 정보 및 수위 정보를 포함하고,
    상기 센서 유닛은 온도를 감지하는 온도 센서와 수위를 감지하는 압력 센서를 포함하는 것인, 스마트 욕조 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 제어박스부는 욕조 내의 물의 상태와 관련된 사용자의 요청 정보에 상기 물의 상태 정보가 수렴하도록 상기 냉수관으로부터 공급되는 냉수의 유량 및 상기 온수관으로부터 공급되는 온수의 유량 중 적어도 하나를 제어하는 것인, 스마트 욕조 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제어박스부는 상기 요청 정보를 사용자 단말로부터 수신하는 통신부를 포함하는 것인, 스마트 욕조 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    상기 제어박스부는, 상기 냉수관으로부터 공급되는 냉수의 유량 제어를 위해 상기 냉수관에 연결되는 냉수 밸브 및 상기 온수관으로부터 공급되는 온수의 유량 제어를 위해 상기 온수관에 연결되는 온수 밸브 중 적어도 하나를 제어하는 것인, 스마트 욕조 시스템.
14. 제1항에 있어서,
    상기 제어박스부는, 상기 배수개폐부로부터 전달받은 상기 물의 상태 정보를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것인, 스마트 욕조 시스템.
15. 제1항에 따른 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법으로서,
    (a) 상기 제어박스부가 욕조 내의 물의 상태와 관련된 요청 정보를 전달받고, 상기 욕조 내로 물의 공급을 시작하는 단계;
    (b) 상기 물 수용용기가 상기 배수구를 통해 배수되는 물의 일부를 축적하여 상기 축적된 물의 자중에 의해 하향 이동되는 것과 연동하여 상기 도전성 부재가 하향 이동되어 상기 회로 연결부와 접촉됨으로써 상기 배수개폐부가 전원 온 상태에 놓이고, 상기 전원 온 상태에서 마개 구동 유닛이 배수구 마개를 상하 방향으로 이동시켜 상기 배수구가 닫힌 상태에 놓이도록 하는 단계;
    (c) 상기 배수개폐부가 상기 욕조 내에 수용된 물의 상태 정보를 감지하여 상기 제어박스부에 전달하는 단계; 및
    (d) 상기 제어박스부가, 전달받은 상기 욕조 내에 수용된 물의 상태 정보가 상기 요청 정보에 수렴하도록, 상기 냉수관으로부터 공급되는 냉수의 유량 및 상기 온수관으로부터 공급되는 온수의 유량 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함하는, 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계는, 전달받은 상기 욕조 내에 수용된 물의 상태 정보가 상기 요청 정보에 미리 설정된 오차 범위 이내로 수렴할 때까지 반복되는 것인, 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법.
17. 제15항에 있어서,
    상기 물 수용용기의 바닥에는 상기 물 수용용기로 유입되는 물을 배출하는 하나 이상의 홀이 형성되되,
    상기 하나 이상의 홀은, 상기 배수구가 열린 상태에서 상기 제어박스부에 의해 제어되어 상기 수도관을 통해 상기 욕조 내로 공급되고 상기 물 수용용기 내부로 유입되는 물의 유량보다 적은 유량으로 물을 배출하는 크기로 형성되고,
    상기 (b) 단계에서, 상기 전원 온 상태에 놓인 다음 전원 유지부에 의해 상기 도전성 부재와 상기 회로 연결부가 상호 접촉된 상기 전원 온 상태가 유지되는 것인, 스마트 욕조 시스템을 이용한 욕조 제어 방법.
18. 제15항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.

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