CN101680201B - 用于在水生环境中收回人工制品和根除入侵物种的设备、系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于在水生环境中收回人工制品和根除入侵物种的设备、系统和方法。该结构可以包括具有第一和第二端部的细长柔性气囊毯分隔器。该结构可以具有可操作地连接至所述第一和第二端部的开放孔垂直支撑部。每一端部延伸进入开放孔垂直支撑部，并靠在挡板气囊束的至少一个挡板气囊上。该至少一个挡板气囊包含在开放孔垂直支撑部中，并且至少一个挡板气囊在垂直支撑部的端部和水体的底部之间。一种使用所述设备的方法包括提供一种设备，该设备具有可变体积的第一和第二隔室，该第一和第二隔室被柔性气囊毯分隔器分隔；以及通过气囊上的开口引入各种制剂，以控制入侵生物体的生长或将所述入侵生物体杀死。
Description
技术领域
本发明总体涉及对我们的自然资源的保护，并更具体地涉及在水生环境中收回人工制品和根除入侵物种的设备、系统和方法。
背景技术
已发现的是，一些天然形成的水体，诸如湖泊、水库、江河和溪流，已开始被诸如多氯联苯(PCB)或氯化二恶英(chlorinated dioxin)等化学物质所污染。上述这些水体可能容纳了埋藏的具有历史价值的人工制品，因此，收回所述人工制品是所希望的。
另外，已有水体中入侵植物物种激增的报道。斑马贝(Zebramussel)、欧亚狐尾藻(Eurasian watermilfoil)、梅花鲈(ruffe)，以及其他入侵物种对水和本地水生植物和动物造成了严重威胁。黑藻(Hydrilla)是一个所发现的极具入侵性的植物的实例，它“搭乘”在观赏性水生植物根茎上。
在水生环境中收回人工制品和根除入侵物种的设备、系统和方法是需要的。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种用于收回历史人工制品、根除入侵物种或恢复植物生命的设备，其包括：具有第一和第二端部的细长柔性气囊毯分隔器；以及可操作地连接至该第一和第二端部的开放孔垂直支撑部；其中每一端部延伸进入开放孔垂直支撑部，并靠在挡板气囊束的至少一个挡板气囊上，以及其中所述至少一个挡板气囊包含在开放孔垂直支撑部中，并且至少一个挡板气囊在垂直支撑部的端部和水体的
间。
本发明的第二方面提供了一种收回历史人工制品、根除入侵物种或在水体的被污染底部重新种植植物生命的方法，其包括：提供一种设备，该设备包括：细长柔性气囊毯分隔器，其具有第一和第二端部；开放孔垂直支撑部，其可操作地连接至该第一和第二端部；其中每一端部延伸进入开放孔垂直支撑部，并靠在挡板气囊束的至少一个挡板气囊上，以及其中所述至少一个挡板气囊包含在开放孔垂直支撑部中，并且至少一个挡板气囊在垂直支撑部的端部和水体的底部之间，以使该至少一个挡板气囊与水体的底部可释放地形成一密封；重新悬浮该设备中的被污染沉积物；以及去除重新悬浮的被污染沉积物，以使细长柔性气囊毯分隔器降低，使得可以利用机器人臂提取所述人工制品，可以使用化学注入器引入化学制品以根除入侵物种，或可以使用喷嘴引入种植袋，以重新种植水体的底部。
本发明的第三个方面提供了一种用于收回历史人工制品、根除入侵物种或在被污染的水体底部恢复植物生命的系统，其包括：船只；设备，该设备包括：具有第一和第二端部的细长柔性气囊毯分隔器；可操作地连接至该第一和第二端部的开放孔垂直支撑部；其中每一端部延伸进入开放孔垂直支撑部并靠在挡板气囊束的至少一个挡板气囊上，其中所述至少一个挡板气囊包含在开放孔垂直支撑部中且每一挡板气囊在垂直支撑部的端部和地之间，以及其中所述驳船包括用于提升或降低所述设备的机械装置。
本发明的第四方面提供了一种用于控制入侵生物体的方法，所述入侵生物体诸如狐尾藻、斑马贝、生长失去控制的特定植物，该方法包括：提供一种设备，该设备具有可变体积的第一和第二隔室，该第一和第二隔室被柔性气囊毯分隔器分隔，其中当气囊毯分隔器朝水体的底部移动时，第二隔室的体积减小；以及通过气囊上的开口引入化学制品、加速剂、减速剂、给养剂、断养剂、阻光剂或窒息剂，以控制入侵生物体的生长或将所述入侵生物体杀死。
附图说明
图1示出了用于在水生环境中收回人工制品和根除入侵物种的设备的前剖视图，根据本发明的实施方案，该设备包括柔性气囊毯分隔器；
图2描述了图1的细长柔性气囊毯分隔器的前剖视图，根据本发明的实施方案，示出了插入该细长柔性气囊毯分隔器的装置的分解图；
图6描述了用于收回历史人工制品、根除入侵物种、或恢复植物生命的设备的前剖视图；
图5、9、10和11描述了加强束的互连网络的前剖面图；图7根据本发明的实施方案示出了用于运行该种植系统的方法的流程图；以及
图8a-f根据本发明的实施方案描述了被配置为框架挡板气囊束(Frame Apron Bladder Bundles)(FABBs)的挡板束的前剖视图。
具体实施方式
图1示出了设备100的前剖视图，该设备100诸如为在使用考古调查研究和人工制品收回工具110(Archaeological InvestigativeResearch & Artifact Recovery tool)(AIR&ART)中起辅助作用的、通称为考古盒探测器(Archaeological Box Explorer)(ABE)的“Boxplorer”系统，其中工具110的开放侧90可以朝向水体83的底部80，并且工具110的挡板气囊束105的挡板气囊104的边缘82可以直接、物理地与水体83的底部80接触，以使所容纳区域中的水和悬浮沉积物152、所容纳的沉淀沉积物78以及所容纳的淤泥85可以与工具110外部的未容纳区域中的水和悬浮沉积物150、和沉淀沉积物78’以及未容纳的淤泥85’基本完全隔离或分离。水体83包括表面81、水和悬浮沉积物150以及水体83的底部80，其中水体83的底部80可以包括沉积物78’、淤泥85’以及基岩87，并且可以相邻于陆地体(body ofland)160，例如，沿岸水域、沿河边界水域、沿湖滨边界水域，或者沿海滨边界水域。所容纳的沉淀沉积部分78和未容纳的沉淀沉积部分78’可以是诸如受污染材料，所容纳的淤泥部分85和未容纳的淤泥部分85’可以是泥土和水的混合物，因此具有粘性，而基岩部分87可以是岩石、页岩或其他支撑淤泥85和85’和/或沉积物78和78’的硬质材料。在一些情况下，水体83的底部80的所容纳的沉积物部分78和未容纳的沉积物部分78’、和/或所容纳的淤泥部分85和未容纳的淤泥部分85’中的一些或所有可能包含化学污染级别，以致于所述化学污染的级别对于人、野生生物——诸如存活于水体83中的鱼类或植物生命——是有害健康的或有毒的。所述化学污染可以是诸如水银、铅的重金属，或诸如铬、镁、锰、铜的其他金属，或诸如多氯联苯(PCB)、二恶英的有机物，或诸如三氯乙烯、甲苯或苯的卤化溶剂或芳烃溶剂。所述级别可以是例如低至万亿分之0-100(重量计)，或接近用于量化化学污染级别的现代分析仪器的最小检测限值。在污染级别可能有害健康或有毒的情况下，希望或必需使用如图1所描述的设备100以从底部80去除受化学污染的部分。
工具110可以包括：观察装置105a和105b，诸如防水相机，其可以用于显示所容纳区域的水和悬浮沉积物152。所述工具110可以是气囊边界系统(Baldder Bounary System)(BBS)或者任何其他适合的带有防水壁的容器。所述工具110使用能够挠曲和成形的气囊板(BSS)50，以将可能具有历史或文物价值的人工制品76保持在适当位置。所述气囊板(BSS)可以带有构成柔性气囊毯分隔器49的多重层51。在一个实施方案中，气囊挡板104可以有利地依靠挡板气囊束105、106——诸如软接触式联合气囊系统(Soft Touch Union Bladder System)(STUBS)——以帮助与水床的底部80形成稳定、表面均匀、负载平衡的软气囊密封。在下文中，“气囊”定义为可膨胀的柔性膜或囊，其容纳了具有比水体83中的流体密度更大的液体，或容纳了帮助气囊在保持固态形状同时也具有柔性形状的互连的内部(内骨骼的)网络。束105、106可以配置为框架挡板气囊束(Frame Apron Bladder Bundle)(FABB)，诸如高层(High Rise)80a和80f、A型框架(A-Frame)80b、混合式A型框架80c、V型框架80d、设计用于“软接触”诸如海床的水体底部80的M型框架80e，如图8A-8F中所描绘以及在有关联文本中所描述的。
挡板气囊104或细长柔性气囊毯分隔器49可以由从下述组中选出的柔性材料制成，该组由下述材料组成：聚氨酯聚合物、聚硅酮聚合物、聚酯聚合物、聚苯乙烯聚合物、天然或合成橡胶、高或低密度聚乙烯、高或低密度聚丙烯，以及聚酰胺聚合物。挡板气囊104可以具有任何适合的立体几何形状，诸如多边形、立方形、圆柱形、球形、棱锥形、菱形或圆锥形。所述BBS可以收缩细长柔性气囊毯分隔器49(气囊板(BBS))之下的区域，并在收回人工制品76时减少待搬运的水量。在一个实施方案中，BBS在人工制品76的收回过程中，通过开启阀56经由管149去除流体以收缩该BBS的挡板气囊104，从而减少被污染地点中待过滤的水量。在一个优选实施方案中，挡板气囊104可以通过互通管58而互通，以使挡板气囊104内的压力自平衡，因此使得能够“软接触”诸如海床的水体底部80，如图8A-8F所描绘并在相关的文本中所描述的。导线管70可以容纳同轴电缆或其他适合的配线以向观察装置105a和105b供电，并提供数据总线，通过该数据总线，人工制品76和/或入侵物种12、13的所容纳区域93的图片可以扩展至另一位置用于远程观察。入侵物种12可以是斑马贝，或入侵物种13为欧亚狐尾藻、梅花鲈、以及其他对水和本地水生植物和动物造成严重威胁的入侵物种。黑藻是一个所发现的极具入侵性的植物的实例，其“搭乘”在观赏性植物根茎上。另外，观察装置105a和105b可以配备用于照亮所容纳区域93的照明器，所述照明器诸如防水用电灯，或可能通过化学发光照亮的荧光棒。
设备100可以是用于挖掘所容纳的沉淀沉积物部分78的悬浮主动开采过程(Suspension Active Mining Process)，包括分别经由阀52的回水/回气口145a’、经由阀53的供水/供气口145b’、经由阀55到搅拌装置61的喷水/喷气口62、以及添加剂部位60，诸如经由阀51通过化学注入器270的化学注入系统120、121。
设备100——诸如悬浮主动开采过程——通过以下方式挖掘包围人工制品76的所容纳的沉淀沉积物部分78：使所容纳的沉淀沉积物部分78成为悬浮态，以产生所容纳的悬浮的水和沉积物152。设备100——诸如悬浮主动开采过程——使用搅拌装置61(诸如喷口、螺丝钻、螺旋桨、泵)经由管线147a和147b搅动(whip)和传输悬浮的所容纳的水和沉积物，以通过这样的闭环管路设备100或开环管路设备200进行处理，所述闭环管路设备100或开环管路设备200公开在美国专利申请S/N 10/918,257中，所述专利申请由与本申请相同的发明人Thomas J.Kryzak创造，并以引证方式纳入本说明书。
设备100——诸如通用探测高级研究系统(General ExplorationAdvanced Research System)(GEARS)——将潜水检测可视探测系统(Dive Inspection Visual Exploration System)(DIVES)、潜水综合机械提取系统(Dive Integrated Mechanical Extraction System)(DIMES)和选择性收回方法系统(Alternative Recovery MethodSystem)(ARMS)与许可接地盒(Granting earth Box)(GEB)一起使用。DIVES使用GEB的轻质、清晰视野、屏幕可视的相机105b以用于“传递”人工制品76的收回。DIMES使用GEB的“机械工具”116以取回人工制品76，但不限于使用空气、气体、气泡、化学制品、材料、水或其他适合的物质或其组合进行钻孔、取芯、锯、磨、压紧(impacting)、送风(blasting)或喷射的传输技术。ARMS使用挡板气囊束105、106——诸如GEB的气囊排序系统(Bladder Order Systerm)——以借助于气囊膨胀网系统(Bladder Inflating Net System)(BINS)渗透、包围、和/或支撑人工制品76。
参考图1，设备100可以经由入口管60从独立的供水系统而非水体83(未示出)处补给未污染的水。入口管60和传输管147a和147b可以通过移除舱口盖63被打开以供使用。
图2描述了图1的细长柔性气囊毯分隔器49的前剖视图，示出了被插入设备100的细长柔性气囊毯分隔器49中的搅拌装置210、215、61，收回装置216，或处理装置120和121，或采样点105的分解图。用于添加化学添加剂以消灭入侵物种12或13的处理装置120和121包括添加口62和62’，其通过气囊中的开口或管150和160引入诸如氯、过氧化氢、加速剂、减速剂、给养剂(feeding)、断养剂(starving)、阻光剂或窒息剂的化学添加剂，以控制入侵生物的生长或杀死入侵生物。处理装置120和121包括分别用于开始和停止流体流入处理装置120和121的控制阀51、51a以及52和52a。设备100包括用于分别经由管55a’-c’和55a-c向搅拌装置61供给水/气的供水/供气口60和60’，所述管是穿过细长柔性气囊毯分隔器49的插入件。采样点205可以用于采样以分析所容纳的水和悬浮沉积物152的污染级别，并且用于插入种植袋以植被再造。可替代地，种植袋700可以通过种植袋引入系统252的舱口盖63被引入。种植袋700如下文的图7所示并在其相关的文本被描述，并已在先公开在本说明书中引用的美国专利申请S/N10/918,257中，该专利申请由与本申请相同的申请人Thomas J.
创造，并以引证方式纳入本说明书。
图1-2和6示出的伸展探测过程(SEP)，其也提供了水生物控制根除系统(Aquatic Controlled Eradication System)(ACES)。控制入侵物种传播系统(Controlled Invasive Species Travel System)(CISTS)使用控制水生植被根除系统(Controlled Aquatic VegetationEradication System)(CAVES)以及气囊边界系统(BBS)以保护本地物种不被取代或破坏。软接触式联合气囊系统在项目作业过程中保护水体83(例如，海床)的底部80，并使得物种生命周期催化剂(SpeciesLife Cycle Catalyst)(LCCS)能够使用。因为LCCS加速剂或减速剂、添加剂或稳定剂、抑制剂、还原剂、消除剂对本地物种的维护产生了深远的影响。利用光、CO2、氧气、水流运动、化学物质、藻类微生物的给养或断养可以增强生命或者可以窒息生命。“闭环管路系统”也即公开在美国专利申请S/N10/918,257中的设备100可以将生物过滤入或过滤出为所选择的物种。在入侵物种13被消灭的区域，本地物种的新引种可以被重新引入，并使用SEP以保护、促进、给养、加水、供能以及增进生长。
在方法600的步骤620中，收回历史人工制品76、根除入侵物种12、13，或在水体83的被污染的底部80重新种植植物生命，该步骤包括：提供设备100，该设备包括：具有第一和第二端部250、255的细长柔性气囊毯分隔器49；可操作地连接至第一和第二端部250、255的开放孔垂直支撑部110；其中每一端部250、255延伸进入开放孔垂直支撑部110，并靠在挡板气囊束105、106的至少一个挡板气囊104上，其中该至少一个挡板气囊104容纳在开放孔垂直支撑部110中，并且该至少一个挡板气囊104在垂直支撑部的端部260、265和水体83的底部80之间，以使该至少一个挡板气囊104与水体83的底部80可释放地形成一密封82；
在方法600的步骤640中，重新悬浮所述设备内的所容纳的水和被污染的沉积物152；以及
在方法600的步骤660中，去除所容纳的水和被污染的沉积物152，使得细长柔性气囊毯分隔器49的降低，从而历史人工制品76可以利用机器人臂116取出，可以使用化学注入器270引入化学制品以根除入侵物种12、13，或者，可以使用采样点205或种植袋引入系统252引入种植袋700，以在水体83的底部80上重新种植。下文中，“重新种植(revegetate)”定义为种重新种植本地物种以代替入侵植物物。
根据下文所述和图2所描绘的方法600的步骤660，工具110可以通过机械或其他手段沿图2和6中所示箭头280的方向“降低”到位。如方法600的步骤660所述，通过向工具110的内部引入空气/水/材料，细长柔性气囊毯分隔器49可以移动至水体83的底部80的更深处，导致在容器110的边缘78’创造一可释放的密封82，其可以由容器110外的所述底部80的沉积物78’和淤泥85’压向所述边缘78’和沉积物78、淤泥85或基岩87中的任一种而形成，这取决于容器110被推进的深度。可释放的密封82由此将所述内部93与水150和/或可能在容器100之外的水体83的底部80隔离。
在方法600的提供步骤620中，只要边缘78’直接地、物理地与水体83的底部80相接触，工具110就可以部分浸没或全部浸没在水体83的表面81之下。
在方法600的重新悬浮步骤640中，搅拌装置61——诸如螺丝钻、喷雾头、搅动器(whip)、螺旋桨、流体和气体分配装置等——可以提供工具110的内部93的搅拌，使得可能容纳在工具110的内部93中的底部材料的一部分或基本所有的悬浮，该底部材料例如底部80的78或85，其中悬浮部分可以包括被污染材料。该被污染材料可以在容器110的内部93的底部80的全部材料重量的百分之0-100范围内。
在步骤640中，悬浮被污染材料所必需的搅拌率，例如在包围人工制品76的位置，可以基于以去除为目标的底部材料的重量百分比由经验确定，其中可能需要较高程度的搅拌以悬浮带有被污染材料的底部80的较多的部分。在水和悬浮材料152中的被污染的悬浮材料可以通过“闭环”管路系统或“开环”管路系统传送至处理系统140，诸如，带有在线的化学测试设备的过滤系统，以识别可能已被污染的悬浮材料并将其从流体——如悬浮材料中的水和水152——中分离，如美国专利申请S/N 10/818257所公开的并因此以引证方式纳入本说明书的内容。
在方法600的实施方案中，在步骤620中，使用装置820、850和910视频监控该细长柔性气囊毯的降低，因此装置820、850和910使得水体780的底部轮廓可视化，其中该轮廓通过从下述组中选择出的物体产生，所述组由下列物体组成：历史人工制品、金属桶、岩石、碎片，其中所述水体底部轮廓的可视化使得设备操作者可以将细长柔性气囊毯分隔器749降低至距物体约1英寸或更大的距离之内，而不接触该物体。
在一个实施方案中，去除重新悬浮的被污染沉积物795导致了大于95％(重量计)的化学污染物得到去除，或大于95％(重量计)的入侵物种712、713得到根除。
在一个实施方案中，通过气囊中的开口引入化学制品、加速剂、减速剂、给养剂、断养剂、阻光剂或窒息剂，控制了入侵物种712、713的生长或将入侵物种712、713杀死。
图6描述了用于收回历史人工制品705、根除入侵物种712、713或利用例如种植袋700恢复植物生命的设备的前剖视图，该设备包括：带有第一和第二端部750、755的细长柔性气囊毯分隔器749；以及可操作地连接至第一和第二端部750、755的开放孔垂直支撑部710；其中每一端部750、755延伸进入开放孔垂直支撑部710，并靠在挡板气囊束706、707的至少一个挡板气囊704上，且其中该至少一个挡板气囊704容纳在开放孔垂直支撑部710中，且该至少一个挡板气囊704在垂直支撑部710的端部750、755和水体783的底部780之间。
设备700包括再循环/加热/冷却管束1150。该管束1150可以是能够将第二隔室793中所容纳的水和重新悬浮的沉积物795的温度控制在约5℃至约50℃之间的再循环热交换器。箭头1170示出了来自第二隔室793的流体再循环流入和流出再循环/加热/冷却管束1150。设备700可以包括搅拌装置1165，其可以喷出由供给线1160供给的气/水。
图6描述了细长柔性气囊毯分隔器749的内部635的前剖视图，所述细长柔性气囊毯分隔器749包括加强束640的互连网络。
在一个实施方案中，设备700包括收回装置716、根除装置890或重新种植装置930，该三项装置从由下述装置组成的组中选出：GPS 900、照明器810、监控器820、声纳830、雷达840、相机850、化学注入器860、机器人卡钳716、搅拌装置870、螺丝钻880、钻头890、抽吸装置900、视频监控装置910、以及喷嘴920，上述装置贯穿地插入
柔性气囊毯749中。
图6描述收回装置716，诸如用于抓紧人工制品705的机器人卡钳725。该收回装置716可以沿起重架(gantry)718纵向滑动，并沿箭头720的方向从约0°到约360°枢轴地转动。所述机器人卡钳包括用于碳弧气刨的电极、水下焊炬(underwater torch)、用于冲击式(ballistically)加热以破坏水下植被的水下热烧灼器(underwaterheat cauterizer)、铲、钻、制芯器(core maker)、用于精确切割金属、人工制品、植被、玻璃、石块的激光器、切片机刀片附件、锯、用于清除人工制品上的细小碎片的震动器、照明器、相机、声纳发射器/接受器、X光或磁性金属探测器、用于将具有约0.1mm及以上直径的小物体与更小的物体隔离和分离的筛。
在一个实施方案中，挡板气囊704包含密度大于外部环境的流体的互通流体，以使挡板气囊704沉入到水体83的底部780，并与水体83的底部80的轮廓相一致，从而在挡板气囊704和水体783的底部780之间形成可释放的密封600。所述互通流体可以通过供给管1155注入挡板气囊704。
在一个实施方案中，所述流体是密度大于水体83的流体的浆状混合物，因此通过互通管610将浆状混合物传送入挡板气囊中，使得挡板气囊束706、707变得较水体83的流体更重，以使气囊束706、707靠在水体783的底部780上。
在一个实施方案中，视频监控装置820或相机850使水体83的底部80的轮廓可视化，其中该轮廓通过从下述组中选择出的物体产生，所述组由下列物体组成：历史人工制品、金属桶、岩石、碎片，其中所述水体783的底部780轮廓的可视化使得设备700的操作者能沿箭头280方向将细长柔性气囊毯分隔器749降低至距物体约1英寸或更大的距离之内，而不接触该物体。
在一个实施方案中，设备700的内部环境793的温度通过将加热或冷却流体或气体引入至少一个垂直支撑部710的开放孔620，而相对于外界温度升高或降低。
在一个实施方案中，内部舱口门625或外部舱口门630通向任一垂直支撑部的内部，以提供进入设备700——包括挡板气囊704
路(access)。
在一个实施方案中，细长柔性气囊毯分隔器749的内部635包括加强束640的互连网络。
在一个实施方案中，加强束640的互连网络具有从由下列形状组成的组中选择出的形状：多边形、立方形、圆柱形、球形、棱锥形、菱形或圆锥形、及其组合。
图5、9、10和11描绘了加强束1050、1090、1120和1100的互连网络的前剖视图。加强束1050、1090、1120和1100可以是立体管状结构，以形成诸如束1110的蜂巢加强结构1120，如图10所示。可替代地，它们可以是空心管1105、1096、1056，如图11、9和5所示。管1096和1056可以布置成如图5和9的同心环。大体地，更多数量的管导致强度更高但韧性更低的束。所述束可以使用纳米技术制造，其中所述管可以通过诸如选择性氧化的化学反应制成中空。
在一个实施方案中，细长柔性气囊毯分隔器749从由下列材料组成的组中选出的材料制成：聚氨酯聚合物、硅酮聚合物、聚酯聚合物、聚苯乙烯聚合物、天然或合成橡胶、高或低密度聚乙烯、高或低密度聚丙烯、以及聚酰胺聚合物。
在一个实施方案中，根除装置890是至少一个化学注入器860，其用于控制入侵物种712、713在水体783中生长，所述入侵物种从由入侵植物物种、斑马贝及其组合组成的组中选出。
在一个实施方案中，入侵物种从由有毒杉叶蕨藻(toxic caulerpataxifolia)、金钱草(loosestrife)、狐尾藻(milfoil)、梅花鲈和黑藻组成的组中选出。
在一个实施方案中，收回装置716是用于从水体中取走历史人工制品的机器人卡钳。
在一个实施方案中，机器人卡钳包括用于碳弧气刨的电极、水下焊炬、用于冲击式加热以破坏水下植被的水下热烧灼器、铲、钻、制芯器、用于精确切割金属、人工制品、植被、玻璃、石块的激光器、切片机刀片附件、锯、用于清除人工制品上的细小碎片的震动器、照明器、相机、声纳发射器/接受器、X光或磁性金属探测器、用于将具有约0.1mm及以上直径的小物体与更小的物体隔离和分离的筛。
在一个实施方案中，重新种植装置930是用于在水体底部播种种植袋700的喷嘴920。
在一个实施方案中，设备700包括用于收回历史人工制品、根除入侵物种，或在被污染的水体底部恢复植物生命的系统，其包括：船只1000和机械提升装置1010；以及设备700。
在一个实施方案中，用于控制入侵生物体——诸如狐尾藻、斑马贝、生长失去控制的特定植物——的方法800，包括：提供带有可变体积的第一和第二隔室793、797的设备700，所述第一和第二隔室由柔性气囊毯分隔器749分隔，其中当气囊毯分隔器沿箭头280方向朝水体783的底部780移动时，第二隔室793的体积减小；以及通过气囊上的开口引入化学制品、加速剂、减速剂、给养剂、断养剂、阻光剂或窒息剂，以控制入侵生物体的生长或将其杀死。
虽然本发明的具体实施方案以阐释为目的在说明书中进行了描述，但对于本领域普通技术人员来说，许多修改和改变都是明显的。因此，所附权利要求意在包括落在本发明的真正精神和范围内的所有的这些修改和改变。
Claims (21)
1.一种用于收回历史人工制品、根除入侵物种或恢复植物生命的设备，其包括：
细长柔性气囊毯分隔器，其具有第一和第二端部；以及
开放孔垂直支撑部，其可操作地连接至该第一和第二端部；
其中每一端部延伸进入开放孔垂直支撑部，并靠在挡板气囊束的至少一个挡板气囊上，以及
其中所述至少一个挡板气囊包含在开放孔垂直支撑部中，并且至少一个挡板气囊在垂直支撑部的端部和水体的底部之间。
2.根据权利要求1所述的设备，其包括：收回装置、根除装置或重新种植装置，上述装置贯穿地插入所述细长柔性气囊毯中。
3.根据权利要求1所述的设备，其中挡板气囊包含互通流体，所述互通流体的密度大于外部环境的流体的密度，以使挡板气囊沉入到水体的底部，并与水体的底部的轮廓相一致。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述流体是浆状混合物，其密度大于水体的流体的密度，以至将浆状混合物传送至挡板气囊中导致挡板气囊束变得较水体的流体更重，以使气囊束靠在水体的底部上。
5.根据权利要求2所述的设备，包括一个视频监控装置，所述视频监控装置使水体的底部的轮廓可视化，其中该轮廓通过从下述组中选择出的物体产生，所述组由下列物体组成：历史人工制品、金属桶、岩石、碎片，其中所述水体的底部轮廓的可视化使得设备的操作者将细长柔性气囊毯分隔器降低至距物体约1英寸或更大的距离之内而不接触该物体。
6.根据权利要求1所述的设备，其中该设备的内部环境的温度通过将加热或冷却流体或气体引入至少一个所述垂直支撑部的开放孔，而相对于外界温度升高或降低。
7.根据权利要求1所述的设备，其中一个舱口门通向任一垂直支撑部的内部，以提供进入该设备的通路，包括进入挡板气囊。
8.根据权利要求1所述的设备，其中细长柔性气囊毯分隔器的内部包括加强束的互连网络。
9.根据权利要求8所述的设备，其中加强束的互连网络具有从由下列形状组成的组中选择出的形状：多边形、立方形、圆柱形、球形、棱锥形、菱形或圆锥形及其组合。
10.根据权利要求1所述的设备，其中细长柔性气囊毯分隔器由从下列材料组成的组中选出的材料制成：聚氨酯聚合物、硅酮聚合物、聚酯聚合物、聚苯乙烯聚合物、天然或合成橡胶、高或低密度聚乙烯、高或低密度聚丙烯、以及聚酰胺聚合物。
11.根据权利要求2所述的设备，其中根除装置是至少一个化学注入器，其用于控制水体中入侵物种的生长，所述入侵物种从由入侵植物物种、斑马贝及其组合组成的组中选出。
12.根据权利要求11所述的设备，其中入侵物种从由有毒杉叶蕨藻、金钱草、狐尾藻、梅花鲈和黑藻组成的组中选出。
13.根据权利要求2所述的设备，其中收回装置是用于从水体中取出历史人工制品的机器人卡钳。
14.根据权利要求13所述的设备，其中机器人卡钳包括用于碳弧气刨的电极、水下焊炬、用于冲击式加热以破坏水下植被的水下热烧灼器、铲、钻、制芯器、用于精确切割金属、人工制品、植被、玻璃、石块的激光器、切片机刀片附件、锯、用于清除人工制品上的细小碎片的震动器、照明器、相机、声纳发射器/接受器、X光或磁性金属探测器、用于将具有约0.1mm及以上直径的小物体与更小的目标隔离和分离的筛。
15.根据权利要求2所述的设备，其中重新种植装置是用于在水体底部播种种植袋的喷嘴。
16.一种收回历史人工制品、根除入侵物种或在水体的被污染底部重新种植植物生命的方法，其包括：
提供一种设备，该设备包括：
细长柔性气囊毯分隔器，其具有第一和第二端部；
开放孔垂直支撑部，其可操作地连接至第一和第二端部；
其中每一端部延伸进入开放孔垂直支撑部，并靠在挡板气囊束的至少一个挡板气囊上，
其中所述至少一个挡板气囊包含在开放孔垂直支撑部中，并且至少一个挡板气囊在垂直支撑部的端部和水体的底部之间，以使所述至少一个挡板气囊与水体的底部可释放地形成一密封；
重新悬浮设备中被污染沉积物；以及
去除重新悬浮的被污染沉积物，以使细长柔性气囊毯分隔器降低，使得可以利用机器人臂提取所述人工制品，可以使用化学注入器引入化学制品以根除入侵物种，或可以使用喷嘴引入种植袋，以重新种植水体的底部。
17.根据权利要求16所述的方法，其包括：视频监控细长柔性气囊毯的降低，从而视频监控装置使得水体的底部轮廓可视化，其中该轮廓通过从下述组中选择出的物体产生，所述组由下列物体组成：历史人工制品、金属桶、岩石、碎片，其中所述水体的底部轮廓的可视化使得设备操作者可以将细长柔性气囊毯分隔器降低至距物体约1英寸或更大的距离之内，而不接触该物体。
18.根据权利要求16所述的方法，其中去除重新悬浮的被污染沉积物导致了大于95重量百分比的化学污染物得到去除，或大于95重量百分比的入侵物种得到根除。
19.根据权利要求16所述的方法，其中通过气囊中的开口引入化学制品、加速剂、减速剂、给养剂、断养剂、阻光剂或窒息剂，这控制了入侵物种的生长或将所述入侵物种杀死。
20.根据权利要求16的方法，该方法包括：
提供可变体积的第一和第二隔室，该第一和第二隔室被柔性气囊毯分隔器分隔，其中当气囊毯分隔器朝水体的底部移动时，第二隔室的体积减小；以及
通过气囊上的开口引入化学制品、加速剂、减速剂、给养剂、断养剂、阻光剂或窒息剂，以控制入侵生物体的生长或将所述入侵生物体杀死。
21.一种用于收回历史人工制品、根除入侵物种，或在被污染的水体底部恢复植物生命的系统，其包括：
船只；
设备，该设备包括：
细长柔性气囊毯分隔器，其具有第一和第二端部；
开放孔垂直支撑部，其可操作地连接至该第一和第二端部；
其中每一端部延伸进入开放孔垂直支撑部，并靠在挡板气囊束 的至少一个挡板气囊上，
其中所述至少一个挡板气囊包含在开放孔垂直支撑部中，并且每个挡板气囊在垂直支撑部的端部和水体的底部之间；以及其中所述驳船包括用于提升或降低所述设备的机械装置。
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