数字候风地动仪
张衡的候风地动仪失传多年。记载留下的内容不多，以致许多人认为记载不够详尽。其实相关的记载含有许多坚实数据支撑着。这些数值或明列或隐含，汇集起来可以勾画出整个地动仪系统。
仅仅从张衡传记载的地动仪出发就可以建立十分明晰的地动仪模型。后汉书张衡传记载有：
“阳嘉元年，复造候风地动仪。以精铜铸成，员径八尺，合盖隆起，形似酒尊，饰以篆文山龟鸟兽之形。中有都柱，傍行八道，施(yi)关发机。外有八龙，首(,)衔铜丸，下有蟾蜍，张口承之。其牙机巧制，皆隐在尊中，覆盖周密无际。如有地动，尊则振(,)龙，机发吐丸，而蟾蜍衔之。振声激扬，伺者因此觉知。虽一龙发机，而七首不动，寻其方面，乃知震之所在。验之以事，合契若神。自书典所记，未之有也。尝一龙机发而地不觉动，京师学者咸怪其无征。后数日驿至，果地震陇西，于是皆服其妙。自此以后，乃令史官记地动所从方起。”
文中的标点是后人加的。有一些是值得推敲的。
从记载的内容可以直接看到许多与地动仪本身有关的数字。它们的背后还有更加惊人实际的数值大小。
先看地动仪发外形。外有八龙（首），是说有面对八个方向的指示性结构组件。衔铜丸则隐含每龙首皆有一枚铜丸含于口内，计八个铜丸。下有蟾蜍，张口承之。说明有八个蟾蜍。这些都是显而易见的。由此处转到尊内，则有机发吐丸，牙机巧制和施关发机，由此出发可以探知当有对应八龙的八个牙机和八个巧制以及八个关。这就是说，每个龙的发机都有独立的发机部件。不会是只有一个关去发八个牙机。施关发机不应该做寻常地解释。按照施字的含义，施关发机读“yiguan faji”。施读音易。意思是在关的近旁，运动到关的位置，触发牙机。谁在关的近旁呢？一定是候风部件。八个关围成一圈，在近旁的一定是在八关的中心位置。中心位置因记载有：“中有都柱”可以知道就是此物或就在此物之内所含。中有都柱的中只有一个，因此不会有个更多的都柱的推测。至此，内部也清晰了。地动仪内部是中央一棵都柱，周围紧邻八个关，关直至八牙机或就是牙机的一部分。牙机一定是开合龙首下颚的机关，负责完成衔丸吐丸之功能。除此之外，还有八个巧制部件，这也是按照每龙一个配置的。看来其可以独立完成吐丸之后的某种必须的功能。

要使候风地动仪能够做到灵敏的反应，它不仅仅是要赶在人们知觉之前，更主要的是不能让地动仪胡乱判断地震震源的方位。这只能在地震初动到来时就给出判断结果才行。因此牙机是整个过程的关键。机的意思是敏器。触而即发者曰机。意思就是轻轻一碰，就发动机关。牙机就是带有牙型的机关。我们知道吐丸、衔丸需要下颚的开合。这一定有一个支轴，在其另一边就应该是负责开合的牙机。牙机闭合，就衔丸。反之就吐丸。丸的复位。就是从蟾蜍中取出，再放回龙口并合上的过程恐怕是候风地动仪唯一需要人介入过程。发动牙机需要多大的能量呢？本人计算过一个例子，在给定的下颚和铜丸等质量的情况下，假定牙机的摩擦点摩擦系数已知并且发机行程（牙机需要移动的摩擦面位置的距离）为0.07毫米时，仍然需要84尔格。以及由此推出所需的侯风部件的可能的质量为十几到二十几千克（实际例子数值是15千克。）。如此质量的青铜做成的摆，在尽量降低质心要求下，使得都柱的粗细可能占到其底面径线度的三分之一左右，约0.85汉尺或接近20厘米。这只是一个约数。可以改变。它的改变或许会适合关的线度。关是直接和牙机的竖直部分相连的。它们是一个组件的两个不同的部分。关横杆水平放置于道内，牙机竖直部分的是负责开关牙机的部分，直立部分和连于下颚的水平部分成正交搭接状。由于关的轻微移动位置，使得牙机竖直上部运动，脱离了不能水平移动的牙机水平杆。这个搭接线度叫发机行程。可以按需要取得。灵敏到你能想象到的任何数值。这保证了候风地动仪在初动时发机。都柱内的侯风摆在关的近旁，和关有一定的缝隙。这个缝隙可以保证非地动时的干扰或“本底噪声”不会造成误动作。这种正交搭接方式会得到最佳的性能。这时龙首处在酒樽的上口沿，有最方便的制造与安装优势。如果采用带转折的结构组件，龙首可以安放到地动仪的任何位置。只是得有个说得出的需要理由。
计算得出的都柱的粗细使得它在地动仪内部成了一个“庞然大物”。因此，有人把都柱解释成粗大的柱子，看来有一定的道理。粗大的都柱直立在中央，将使得牙机巧制和关必须构建在剩余的空间之内。如果八个关直接排列在粗大的都柱周围，虽然不是不可以，但是会造成区分关的时候难度增加。候风地动仪在选择关的个数的时候，选择了八这个数，这是候风地动仪系统的最优的选择。计算表明，较粗的摆去推动关的时候，由于它的曲率半径大，使得圆弧较为“平直”。这不利于区分应动关。只有在较细的情况下才有利于有选择地驱动关。问题出现在较细的情况不会是整体情况。前述的质量要求摆体积很大，所以我们只能使摆的一部分做的较细。过于纤细时，此处的结构强度和加工难度都将增加。不仅如此，由于关的构型的大小也是一个限制因素。就是这个较细的部分的周围必须容得下它们。因此，实际的侯风摆仅仅在摆的最低部分做出一个较细的尾部。我们叫它尾椎。是它深入到地动仪的底面之下，为了和关、巧制等配合，才做出八道的。关可以在都柱以外的地方设置，加长关横杆的长度，通过八道和布置在中央的侯风摆的尾椎相“施”。这个八道成为了此功能的“接口”。因此关和巧制决定了八道。本人认为，尾椎的粗细在10毫米左右是比较合理的。这个粗细使得它的周围至少有32毫米的周围，可以较好地安排布置八个大约1-0.5mm厚度的关端。这样，加上那个“在旁”的间隙，大约是4.5mm有一个关。就是大约2汉分一个关。
尾椎与关的间隙会低于1mm。这如何从外部的调整而做到呢？这回“施关发机”的设置的讲法有了用武之地。我们把尾椎造成下细上粗圆台形状。通过调整侯风摆的摆长，可以精确地控制这个间隙。我们的计算模型使用的是10：1的调整比率。摆长改变10mm，间隙改变1mm。整个尾椎长度是20mm，调整结束，使之保持在约二分之一的位置“施关”。这会消除许多干扰因素引起地精度的变化。

牙机平杆按照所需的巧制力的大小设计制造。考虑到所需的巧制动力安排下颚的质量和支轴的位置。为了不使发机驱动增加，期望值是内部线度1：1较为合适。
上面已经提及巧制。什么是巧制？这是张衡地动仪最为巅峰的一处设计。张衡使用摆结构岂会不了解摆的运动？既然了解,会不知道摆会反向触发对面的牙机？既然已经做出只有一龙发机的地动仪肯定是用了巧妙的办法。那么他是如何办到的呢？记载只留下两个字“巧制”。考察牙机巧制知道乃是牙机去巧制。确实，巧制是需要动力或曰能量的。这个来源不可能是地动仪以外的东西。能够利用的在当时只有重力势能能够完成此任务的只有在动的牙机。其它不可能“知道”或及时反应。这个办法就是利用指示吐丸的机关--牙机的输出去办。现在称之为反馈。巧制就是利用机发吐丸时下颚向下移动所具有的能量驱动巧制机关办到的。
巧制的结构是一个在八道中布置的水平杠杆，里端有特定几何形状，中间是支轴，靠近尊桶的外端经过连杆与牙机平杆下颚方向的一处相连。下颚向下带动连杆向下，巧制平杆的里端向上与候风部件接触，阻止了侯风部件的再动作。其实它们运动的幅度很微小。各部件之间也没有大的动作。几乎在没看清是不是真的动了的时候，整个过程就完成了。巧制的极限位置就是侯风摆能回摆的最大位置。也就是平衡位置。
还是上面提到的例子，巧制里端上移1厘米，距离支轴处事10厘米。此时，设计龙口下移10毫米。其它数值很容易推得，就不罗嗦了。
再就是铜丸等以及一些相关的细节，这些都是次生的，也不再罗嗦。

部件名称或设计 基本尺寸
候风地动仪外壳 员径八尺，高四尺（直径1475px，高2375px）
都柱 直径15-500px。高85-2150px
侯风摆 质量≥15kg，略小于都柱内径圆柱体。
尾椎 连接底面直径11mm，下底面9mm，长20mm），关端相对面按尾椎加工。
牙机立杆 长55-1400px，关长约500px，厚1-2mm。
牙机平杆 600px长。下颚约外伸5-150px。
巧制 平杆长600px，立杆约54-1375px。
八道 以容关和巧制平杆为限
发机行程 按需，默认0.07mm
其它 如铜丸等不限。
地不觉动依据 现代公推数值：20px/s2.可定制。（水平分量）
悬挂调整 略
防止误动作容限根据 未知。
（贴吧不支持表格，没办法？）

这就是候风地动仪的数学模型.它的出现给那些打着永远一龙发机的大旗攻击养竹版以及候风地动仪的合理模型的一记响亮的耳光,把那些苟笔砖家的脸打得像貔虎一样胖.
附录：
真值表
龙状态 1 2 3 4 5 6 7 8
L1 1 0 0 0 0 0 0 0
L2 0 1 0 0 0 0 0 0
L3 0 0 1 0 0 0 0 0
L4 0 0 0 1 0 0 0 0
L5 0 0 0 0 1 0 0 0
L6 0 0 0 0 0 1 0 0
L7 0 0 0 0 0 0 1 0
L8 0 0 0 0 0 0 0 1
真值表
龙状态
1 2 3 4 5 6 7 8
L12 1 1 0 0 0 0 0 0
L23 0 1 1 0 0 0 0 0
L34 0 0 1 1 0 0 0 0
L45 0 0 0 1 1 0 0 0
L56 0 0 0 0 1 1 0 0
L67 0 0 0 0 0 1 1 0
L78 0 0 0 0 0 0 1 1
L81 1 0 0 0 0 0 0 1