近年来,煤矿行业一直持续稳定的发展,对于矿山设备的需求也与日俱增,传统的矿山设备模型设计系统存在开发周期长等问题,然而随着计算机辅助设计和计算机图形学等技术的发展,基于参数化建模的矿山设备设计已经成为机械产品设计和制造的重要技术手段。参数化建模方法能够有效解决产品开发周期长的问题,直观反映出产品设计开发的实际情况,因此,对于矿山设备参数化建模方法的研究有重要的理论和实践意义。本文设计并实现了一种基于CSG构造原理和改进约束Delaunay三角剖分算法的参数化建模方法,并将其应用在掘进机设备建模系统中。该方法能够有效提升产品的设计效率,满足设计不同规格产品的用户需求。本文的主要研究工作如下:(1)提出了一种基于树结构的改进约束Delaunay三角剖分算法。算法首先在非约束域采用逐点插入法构建初始三角网,借助树结构节点指针快速定位三角形,提高三角网的构网速度;然后再利用拓扑关系和插入点定位首三角形的方法,进一步改进嵌入边影响域搜索算法,提高影响域快速搜索的效率,使约束边合理嵌入三角网,减少三角网重构;最后采用5个煤矿地形数据点进行测试,分别对不同算法的时间复杂度和不同阈值算法效率进行对比实验和分析,通过实验表明,该算法在实现约束三角剖分过程中的效率显著提高。(2)分析了系统需求,在此基础上设计并实现了掘进机参数化建模系统。系统以提出的改进约束Delaunay三角剖分算法为基础,以蓝光数字矿山软件为平台,VB6.0为编程工具,实现在蓝光平台上的二次开发。系统通过不规则体法向量拉伸算法,实现二维面域向三维模型实体的转换。系统界面参数采用人机交互方式,内部采用参数尺寸程序设计法,实现了模型的快速设计和三维可视化。