汽车制造与设计水平已经发展成熟的今天，从驾驶员角度出发，探索和研究汽车操纵对于驾驶员本身的影响，从而在汽车设计前期对产品的人机因素进行分析和评价并用于指导汽车设计的思想逐渐引起研究者们的关注。人体骨骼肌肉系统的生物力学建模可以为人机工程仿真分析提供人体在驾驶操作过程中各组成部分的运动信息，关节之间的受力大小，以及穿过关节的肌肉受力情况等等。在人手控制和操纵驾驶的过程中，如转动方向盘，换挡位，调节仪表，开启和关闭其他设备等，由于产品设计不合理引起的不恰当操纵方式或操纵力有可能会造成驾驶员肌肉的疲劳损伤，关节骨骼的压迫损伤，以及这些损伤引发的手部基本功能障碍等等。本文从最直接与汽车接触部分——手指开始，通过建立手指的骨骼肌肉模型，研究驾驶操作对于驾驶员手部可能产生的生物力学影响，以辅助汽车设计和人车工程的评价分析。论文基于总势能最小原理建立了手指肌腱网络结构模型，避免了传统方法存在的方程静不定问题。手指肌腱骨骼的复杂拓扑结构被考虑其中，肌腱网状结构节点通过约束条件被限制在骨骼表面运动，节点之间的肌腱单元则暂时由简单直线段连接。为了完善算法，论文接着提出了自动搜寻肌肉包裹路径模型，通过医学CT获得的骨骼表面网格信息和设定的包裹路径起始点和接入点位置，快速准确地寻找到骨骼的包裹路径，获得肌肉肌腱长度和肌肉力臂。包裹模型还被应用到手指肌腱骨骼拓扑结构中，得到的肌腱网络包裹骨骼模型为肌腱网状结构力学模型的建立打下了基础。最后论文将肌腱包裹骨骼模型与手指肌腱网状结构模型相结合，用更加贴近真实的肌腱包裹骨骼路径代替之前直线段连接的肌腱单元路径。算法通过牛顿拉夫逊方法的每次迭代重新计算肌腱包裹路径长度变化，直到整个系统的总势能达到最小值。在日常驾驶操作当中，比如转动方向盘，换挡位，调节仪表等，手指的肌肉受力和关节受力情况均可通过论文提出的模型计算获得，从而预测可能造成的驾驶员手部疲劳和损伤。