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在馬鈞之後，又有很多人制造過指南車，如南北朝時的大科學家祖沖之曾將一輛只有外殼的指南車予以修補，增添了內部結構。但歷代史書關於指南車的記載都相當簡略，缺乏具體的機械結構和原理，使後人難以進行仿製。指南車失傳後，後人的製造等於再度發明。宋朝時，著名儀器專家燕肅於公元1027年，吳德仁於公元11O7年又先後重新制造了指南車。《宋史》對他們的製造方法和指南車的內部結構作了比較詳細、明確的記載，根據此書人們知道了歷代指南車的大致結構。解放後，中國歷史博物館根據歷史文獻複製了指南車的模型，陳列在中國通史展覽廳，在參觀歷史博物館時就可以看到。根據文獻記載和今人的研究，指南車的結構和原理大致如下：指南車有兩個直徑為6尺的輪子，兩輪之間的間距也是6尺，每一車輪的內側都有一個帶24個齒的小齒輪；車中有一個帶48個齒的大平輪，輪中堅一立軸，軸上有一本人；在大平輪和車輪邊的小齒輪的上端有一小平輪，小平輪由一根繩索透過滑輪和車轅的後端相連。當車直行時，車轅的前端和後端方向沒有變化，兩邊的小平輪懸在大平輪和小齒輪的上端，大平輪不轉動，豎軸上面的小木人手指正南方不變。當車向左轉彎時，車轅前端向左，後端則向右偏，這樣系在車轅後端的繩索就會左緊而右松，右邊的小平輪就在鐵墜子的重力作用下沉，嵌人車上的大平輪和輪內側的小齒輪中間，與二者的齒輪互相咬合；如果轉子向左轉了90度，車子的右輪就會向左轉90度，同時向前轉動半周，輪側的小齒輪則向前轉動12齒（半周），小齒輪帶動小平輪相應向左轉12齒，小平輪則帶動大平輪向右（相反方向）同樣轉動12齒，轉動的角度恰好為90度，大平輪豎軸上的木人同樣向右轉動90度，抵消車子的左轉，使木人始終保持指向南方，指南車設計的關鍵是大平輪和小平輪的自動離合。這種巧妙的設計代表了我國古代機械設計和製造的高超技藝。
馬鈞製造的另一種有名機械是用於農業灌溉用的翻車，這是我國古代灌溉工具的重大革新。我國在東漢以前的主要提水工具有兩種，一是桔槔，一種是轆轤。桔槔早在春秋戰國時代就已經應用，它的結構為：在井旁的樹上或木架上用繩子固定一根橫木，橫木的一端系桶，另一端墜個石塊。當桶向上提水的時候，由於運用了槓桿和墜石的作用，比較省力和方便。轆轤比桔槔又前進了一步，它主要是利用輪轉原理進行提水，特別適用於深水井。但這兩種灌溉工具都有一個共同的缺陷，就是隻能間隔地由低處向高處提水，不能連續運動，因此效率比較低，也比較費力。馬鈞住在京城洛陽的時候，看到城裡有一片地可以種菜，但是因為地勢比較高，難以解決引水灌溉問題，為此馬鈞經過查閱古書，深入研究古代的灌溉工具，經過不斷試驗、探索，設計製造了一種新的灌溉機械……翻車。
據史書記載，在馬鈞以前的大半個世紀，東漢的畢嵐曾經制造過一種翻車，但這種翻車是用來取河水噴灑道路的，能否用於灌溉，史書沒有記載。而馬鈞所造的翻車則是可以直接用於農業排灌，它結構精巧方便，可連續不斷地提水，輕快省力，連兒童都能轉動，效率比其它提水工具高出許多。因此，翻車出現以後，受到社會的普遍歡迎，迅
