中國古代機械工程

　　指南車，又稱司南車。是一種指示方向的機械裝置。在聯合運用車輪、滑輪、各種齒輪和繩索的基礎上，只要在車開始運動時將車上木人手指南方，其後「車雖回運而手常指南」。三國時馬鈞是第一個成功地製造指南車的人。《宋史‧輿服志》則詳細地記載了燕肅和吳德仁所造指南車的結構和技術規範，成為世界史上最寶貴的工程學文獻。

　　燕肅的指南車是一輛雙輪獨轅車，車上立一木人，伸臂指南。車中，除兩個沿地面滾動的足輪(即車輪)外，尚有大小不同的7個齒輪。《宋史‧輿服志》分別記載了這些齒輪的直徑或圓周以及其中一些齒輪的齒距與齒數。由齒數、轉動數，並保證木人指南的目的，可見古人掌握了關於齒輪匹配的力學知識和控制齒輪離合的方法。車輪轉動，帶動附於其上的垂直齒輪 (稱「附輪」或「附立足子輪」) ，該附輪又使與其嚙合的小平輪轉動，小平輪帶動中心大平輪。指南木人的立軸就裝在大平輪中心。當車轉彎時，只要操作車上離合裝置，即竹繩、滑輪(分別居於車左或車右的小輪) 和鐵墜子，就可以控制大平輪的轉動，從而使木人指向不變，例如，當車向右轉彎，則其前轅向右，後轅必向左。此時只要將繞過滑輪的後轅端繩索提起，使左小平輪下落，從而與大平輪離開；同時使右小平輪上升，從而與大平輪嚙

合，大平輪就隨右小平輪而逆轉。由於各個齒輪匹配合理，車輪轉向的弧度與大平輪逆轉弧度相同，故木人指向不變。

　　其後，吳德仁鑒於燕肅所製的指南車不能轉大彎，否則指向就失靈這一大缺點，重新設計製作指南車。吳德仁指南車基本原理與燕肅一致，只是在附設裝置方面較為複雜。他的車分上下兩層。上層除木人指南外，繞木人還有二隻龜、四隻鶴和四個童子。上層13個相互嚙合的齒輪就是為它們設的。下層的齒輪裝置與結構如前所述，是他發明了繩輪離合裝置，以保證車轉大彎也不影響木人指向。

　　李約瑟博士在對指南車的差動齒輪作詳細研究後指出：無論如何，指南車是人類歷史上第一架有共協穩定的機械(homoeostatic machine) ；當駕車人與車輛成一整體看待時，它就是第一部摹控機械。