随着铁路交通快速发展,为保证列车运行安全,传感器、信号灯等轨旁设备被大量使用。但是在一些偏远地区或者铁路沿线进行临时施工时,铁路沿线安全检测设备供电始终是一个问题。传统上,轮轨检测装置是使用蓄电池作为电源,但是蓄电池有污染环境、需要定期人为更换等弊端,因此探索出一种可以替代蓄电池为安全检测设备供电的方法是很有必要的。本文提出一种基于仿生折叠翼机构的光伏自供电方案。首先,基于仿生折叠翼机构的太阳能采集装置设计及分析。本论文采用折叠机构设计有利于装置的运输与携带,同时在一定程度上具有保护电板的作用。光伏电板折叠机构模块包括光伏电板翻转机构和光伏电板扩展机构;太阳光追踪机构模块包括俯仰角追踪机构和方位角追踪机构。利用Solid Works和Key Shot完成系统三维建模和模型渲染,并利用MATLAB完成各构件运动学分析。其次,太阳辐射及光伏自供电系统能量传递分析。本论文进行太阳在地球直射点变化规律以及太阳理论位置分析,利用PVsyst软件进行模拟唐山地区（118°11’E,39°36’N）太阳运动轨迹并结合太阳辐射理论分析,完成光伏自供电系统能量传递分析。然后,太阳光追踪系统设计分析。为使光伏电板接收较多太阳辐射,进而提高发电量,本文进行太阳光追踪系统整体方案设计,包括:时间信号获取方式确定、步进电机选型和驱动模块设计、传感器选取以检测模块设计以及太阳光追踪系统总电路设计,并利用PVsyst和Proteus软件完成太阳光追踪系统仿真分析,结果表明本文所设计太阳光追踪系统可较大程度的提高光伏系统的发电量。最后,太阳能模拟辐射实验与应用分析。为验证本文所提出系统的可行性,本文在西南交通大学犀浦校区机械工程学院馆外实验室完成太阳能模拟辐射实验,并以将所设计光伏发电系统安装在京唐城际铁路为例,利用PVsyst软件进行发电量模拟分析,结合铁路沿线部分常用安全检测仪器进行电量供需分析,验证设计方案可行性。