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燕肃于公元1027年，吴德仁于公元11o7年又先后重新制造了指南车。《宋史》对他们的制造方法和指南车的内部结构作了比较详细、明确的记载，根据此书人们知道了历代指南车的大致结构。解放后，中国历史博物馆根据历史文献复制了指南车的模型，陈列在中国通史展览厅，在参观历史博物馆时就可以看到。根据文献记载和今人的研究，指南车的结构和原理大致如下：指南车有两个直径为6尺的轮子，两轮之间的间距也是6尺，每一车轮的内侧都有一个带24个齿的小齿轮；车中有一个带48个齿的大平轮，轮中坚一立轴，轴上有一本人；在大平轮和车轮边的小齿轮的上端有一小平轮，小平轮由一根绳索通过滑轮和车辕的后端相连。当车直行时，车辕的前端和后端方向没有变化，两边的小平轮悬在大平轮和小齿轮的上端，大平轮不转动，竖轴上面的小木人手指正南方不变。当车向左转弯时，车辕前端向左，后端则向右偏，这样系在车辕后端的绳索就会左紧而右松，右边的小平轮就在铁坠子的重力作用下沉，嵌人车上的大平轮和轮内侧的小齿轮中间，与二者的齿轮互相咬合；如果转子向左转了90度，车子的右轮就会向左转90度，同时向前转动半周，轮侧的小齿轮则向前转动12齿（半周），小齿轮带动小平轮相应向左转12齿，小平轮则带动大平轮向右（相反方向）同样转动12齿，转动的角度恰好为90度，大平轮竖轴上的木人同样向右转动90度，抵消车子的左转，使木人始终保持指向南方，指南车设计的关键是大平轮和小平轮的自动离合。这种巧妙的设计代表了我国古代机械设计和制造的高超技艺。。
马钧制造的另一种有名机械是用于农业灌溉用的翻车，这是我国古代灌溉工具的重大革新。我国在东汉以前的主要提水工具有两种，一是桔槔，一种是辘轳。桔槔早在春秋战国时代就已经应用，它的结构为：在井旁的树上或木架上用绳子固定一根横木，横木的一端系桶，另一端坠个石块。当桶向上提水的时候，由于运用了杠杆和坠石的作用，比较省力和方便。辘轳比桔槔又前进了一步，它主要是利用轮转原理进行提水，特别适用于深水井。但这两种灌溉工具都有一个共同的缺陷，就是只能间隔地由低处向高处提水，不能连续运动，因此效率比较低，也比较费力。马钧住在京城洛阳的时候，看到城里有一片地可以种菜，但是因为地势比较高，难以解决引水灌溉问题，为此马钧经过查阅古书，深入研究古代的灌溉工具，经过不断试验、探索，设计制造了一种新的灌溉机械--翻车。
据史书记载，在马钧以前的大半个世纪，东汉的毕岚曾经制造过一种翻车，但这种翻车是用来取河水喷洒道路的，能否用于灌溉，史书没有记载。而马钧所造的翻车则是可以直接用于农业排灌，它结构精巧方便，可连续不断地提水，轻快省力，连儿童都能转动，效率比其它提水工具高出许多。因此，翻车出现以后，受到社会的普遍欢迎，迅速得到推广，并沿用了1000多年，直到今天在我国一些地区仍然可以见到。在近代水泵发明之前，翻车是当时世界最先进的提水工具。后来经过历代劳动人民的不断改造、更新，又出现了以畜力、水力、风力等作为动力的牛转翻车、风转翻车和水转翻车，它对于灌溉农田、发展农业生产发挥了巨大作用。
马钧制造的翻车，因为当时缺乏详细记载，具体构造已经不得而知。元朝王祯《农书》中有关于翻车的明确记述，并绘有翻车图；清代麟庆所著《河工器具图说》记载了翻车的结构。由以上两书我们可知翻车大致结构为：车身用三块木板拼成矩形长槽，长槽长约2丈，宽约4到7寸，高约1尺；在长槽一端安装一个比较大的齿轮轴作主动轴，主动轴较长，两端各安四个拥木作为踏板；在木槽的另一端安装一个比较小的齿轮轴，两个齿轮轴之间装上龙骨叶板作的木链条，木链条上拴上串板，穿过长槽。使用时，使木槽斜置在水边，小轮轴一端浸入水中，人站在架子上，踏动拐木，带动大轮轴，串板就会在槽中刮水而上，到槽端将水排出，再沿长槽上端返回水中。这样就可以把水从低处送到高处，实现连续灌溉。
马钧制造翻车不久，有人给魏明帝进献了一种叫”百戏”的木制模型（相当于现在的木偶）。这个模型造型精美、设计巧妙，可惜已经不能活动。魏明帝就问马钧，能不能想法让他活动起来，并且要比以前更加巧妙，马钧很有信心地答道：”可以”。于是魏明帝就让马钧对”百戏”进行改进。为此马钧对”百戏”的结构进行了认真的研究，并进行分解以了解了其中的每一个零件，同时参阅了历史上的有关文献，在此基础上确定了基本设想。马钧首先用一块木料做了一个大轮子，平放在地面上，用水力驱动旋转；然后在轮子上放置许多木人，设计一套传输装置使木人活动起来，表演各式各样的节目，如乐工们击鼓的击鼓，吹策的吹萧；歌女们或放声歌唱，或翩翩起舞等。马钧还设计出不同的模型，可以表演不同的节目。如山岳模型，只见有的木人在山间跳丸《古代一种杂技，以手搓丸，双手交替进行）、掷剑，有的则爬绳倒立，木人进进出出，一派山村娱乐形
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