栉颚榕小蜂在雌花期榕果内产卵及主动传粉行为的多样性

在雌雄同株榕树中,榕小蜂进入雌花期果后,既产卵于雌花子房繁殖后代,也同时为榕树传粉繁殖种子;而在雌雄异株榕树中,榕小蜂在雌果中传粉繁殖种子,在雄果中产卵繁殖后代,雌雄果内的繁殖任务各不相同。然而,在雌花期果内榕小蜂产卵和传粉行为是否存在种间差异及多样性、在不同行为上如何分配时间等问题目前还知之甚少。本研究选取既为雌雄同株又为雌雄异株传粉的栉颚榕小蜂类群(Ceratosolenspp.),适时引入寄主榕树雌花期果,跟踪观察、定量记录其在榕果内搜索、产卵、传粉的行为,以及测量与榕-蜂产卵传粉相关的特征,比较栉颚类榕小蜂在榕树不同繁殖系统和不同性别间的异同。结果显示:雌雄同株聚果榕(Ficusracemosa)以及雌雄异株木瓜榕(F.auriculata)、对叶榕(F.hispida)和鸡嗉子榕(F.semicordata)与其传粉榕小蜂均执行主动传粉模式。从榕小蜂产卵器长度与雌花花柱长度的匹配看,雌雄同株果内传粉榕小蜂在部分雌花产卵繁殖后代,并传粉部分雌花繁殖种子;而在雌雄异株的雄果内是产卵繁殖后代,在雌果内则是传粉繁殖种子。栉颚类榕小蜂搜索、产卵和传粉的行为和时间分配表现多样,在雌雄同株果内前6 h集中产卵,之后主要传粉,且单次传粉时间较短;而在雌雄异株的雌雄果内表现为:产卵末期进行传粉,之后拔出产卵器,然后循环相似行为,并且单次产卵时间越长,其传粉时间亦越长,但对叶榕和鸡嗉子榕传粉榕小蜂的产卵、传粉行为循环不规律。总之,栉颚榕小蜂单次产卵时间长于传粉时间,并且在榕树不同繁殖系统和性别的雌花期果内,传粉榕小蜂搜索、产卵和传粉的行为及时间分配存在差异、表现多样。研究结果首次展示了传粉榕小蜂在雌花期果内产卵和传粉行为的多样性及不同模式,将为其他传粉昆虫行为多样性的研究提供参考。

基于碰撞升频的MEMS压电振动能量采集系统

论文提出了一种基于碰撞升频机制的微型压电能量采集系统,由一对共振频率不同的悬臂梁平行叠放组成.在外界低频振动激励下,底部低频S形金属曲梁产生共振,在运动过程中碰撞顶部高频微型压电直梁,从而将低频环境振动转换为高频压电梁的振动,解决了压电直梁的固有频率与外界激励频率不匹配问题.论文建立了压电悬臂梁受迫振动、压电悬臂梁与金属悬臂梁碰撞耦合振动的动力学模型,讨论了压电悬臂梁的电压输出特性.通过实验测试了压电能量收集系统和单个压电悬臂梁的开路电压并计算了输出功率,结果表明当振动加速度为1.0g时,升频式压电能量采集系统在25 Hz的激振下输出功率达到8.6μW,高于单个压电悬臂梁的最大输出功率.

基于双稳态磁耦合效应的瓦级高功率电磁振动能量收集器

提出一种基于双稳态磁耦合效应的高密度电磁振动能量收集器,通过引入导磁铁心绕组对中间悬浮磁铁产生非线性磁力,可以产生双稳态势能阱实现低频段工作频带的拓宽。同时,导磁铁心与悬浮磁铁之间的强磁耦合作用能够增强线圈内部的磁通量变化进而提高输出功率。针对双稳态磁耦合振动能量收集器进行动力学建模仿真和试验测试分析,结果表明悬浮磁铁与导磁铁心之间的非线性磁耦合效应促使磁铁在两个势能阱之间进行大振幅的混沌或周期性振动,将工作频率范围拓宽至8~18 Hz。在受到加速度为4g的正弦振动直接激励时,能量收集器的输出功率为1.082 W,达到瓦级高功率输出,有望实现工业物联网传感节点的自供电,助力万物互联。