張衡對(duì)很多方面的知識(shí)都很精通，其在天文、數(shù)學(xué)、文學(xué)地理等方面都有涉獵。尤其是在地震學(xué)和天文學(xué)等方面，可以說(shuō)是開(kāi)創(chuàng)了此領(lǐng)域的先河。張衡發(fā)明了地動(dòng)儀、渾天儀、瑞輪莢、計(jì)里鼓車(chē)、獨(dú)飛木雕、地形圖等。

東漢張衡幾個(gè)重要發(fā)明

發(fā)明地動(dòng)儀

早在公元132年，張衡就研發(fā)了世界上最早的震后測(cè)量?jī)x器，名叫候風(fēng)地動(dòng)儀。據(jù)后漢書(shū)記載，儀器整體由銅制成呈圓形頂端凸起，直徑大概有八尺，外圍還用各種文字鳥(niǎo)獸圖案來(lái)裝飾，也很像當(dāng)時(shí)的酒杯，儀器內(nèi)有八個(gè)柱子，安裝驅(qū)動(dòng)機(jī)關(guān)，儀器外有八條含著銅珠的龍，位居八方，每條龍下都有蟾蜍地震發(fā)生后，相應(yīng)方向的龍珠便墜落，被蟾蜍之口所接。

改進(jìn)渾天儀

早在西漢時(shí)期，耿壽昌就制造出了渾天儀，張衡在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使得渾天儀更加精準(zhǔn)。張衡改進(jìn)的渾天儀整體是一個(gè)直徑大概四尺多的銅球，在球上刻著二十四節(jié)氣、南北極、二十八星宿以及黃赤道等元素，形成了渾象（和現(xiàn)在天球儀類(lèi)似），通過(guò)機(jī)械裝置，來(lái)連接漏壺和渾象，就可以用漏壺的流水來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)渾象，就可以得到天體運(yùn)動(dòng)，時(shí)令節(jié)氣的規(guī)律。

發(fā)明瑞輪莢

瑞輪莢是一個(gè)自動(dòng)日歷，張衡是模仿了冥莢（傳說(shuō)中一種神樹(shù)）來(lái)制作它的，以流水來(lái)驅(qū)動(dòng)，每月從初一到滿(mǎn)月每天會(huì)現(xiàn)出葉子一片，之后從滿(mǎn)月到月末，每天又會(huì)收葉子一片，循環(huán)往復(fù)。

發(fā)明指南車(chē)

張衡所發(fā)明的指南車(chē)通過(guò)齒輪傳動(dòng)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，雙輪獨(dú)轅，齒輪系統(tǒng)在車(chē)廂內(nèi)可自動(dòng)離合，車(chē)廂外有一個(gè)木頭人，無(wú)論車(chē)子朝哪走，木人的手臂都向南。

對(duì)歷法貢獻(xiàn)

在延光二年（公元１２３年），張衡參與了歷法的討論，駁回了《太初歷》和《四分歷》，阻止了中國(guó)歷法的倒退，張衡認(rèn)為《九道法》最為精準(zhǔn)，但是按九道法來(lái)推歷法，和人們當(dāng)時(shí)的歷法習(xí)慣是有很大沖突的，所以沒(méi)被采用，所以，這是中國(guó)歷法的一個(gè)損失。張衡的代表作《靈憲》得出的地球繞太陽(yáng)一周的時(shí)間，與現(xiàn)代的精確測(cè)量十分接近。

張衡有什么發(fā)明

地動(dòng)儀

公元132年（陽(yáng)嘉元年），張衡在太史令任上發(fā)明了最早的地動(dòng)儀，稱(chēng)為候風(fēng)地動(dòng)儀。據(jù)《后漢書(shū)·張衡傳》記載：地動(dòng)儀用精銅鑄成，圓徑八尺，頂蓋突起，形如酒樽，用篆文山龜鳥(niǎo)獸的形象裝飾。中有大柱，傍行八道，安關(guān)閉發(fā)動(dòng)之機(jī)。它有八個(gè)方位，每個(gè)方位上均有一條口含銅珠的龍，在每條龍的下方都有一只蟾蜍與其對(duì)應(yīng)。任何一方如有地震發(fā)生，該方向龍口所含銅珠即落人蟾蜍口中，由此便可測(cè)出發(fā)生地震的方向。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，與所設(shè)制，符合如神，自從有書(shū)籍記載以來(lái)，是沒(méi)有過(guò)的。曾經(jīng)一龍機(jī)發(fā)，地不覺(jué)動(dòng)，雒陽(yáng)的學(xué)者都責(zé)怪不足信，幾天之后，送信人來(lái)了，果然在隴西地發(fā)生地震，眾人于是都服其神妙。自此之后，朝廷就令史官記載地動(dòng)發(fā)生的地方。

關(guān)于地動(dòng)儀的結(jié)構(gòu)，流行的有兩個(gè)版本：王振鐸模型，即“都柱”是一個(gè)類(lèi)似倒置酒瓶狀的圓柱體，控制龍口的機(jī)關(guān)在“都柱”周?chē)＿@一種模型已被基本否定。 另一種模型由地震局馮銳提出，即“都柱”是懸垂擺（見(jiàn)袁宏《后漢紀(jì)》），擺下方有一個(gè)小球，球位于“米”字形滑道交匯處（即《后漢書(shū)·張衡傳》中所說(shuō)的“關(guān)”），地震時(shí)，“都柱”撥動(dòng)小球，小球擊發(fā)控制龍口的機(jī)關(guān)，使龍口張開(kāi)。另外，馮銳模型還把蟾蜍由面向樽體改為背向樽體并充當(dāng)儀器的腳。該模型經(jīng)模擬測(cè)試，結(jié)果與歷史記載吻合。

世界上地震頻繁，但真正能用儀器來(lái)觀測(cè)地震，在國(guó)外，是19世紀(jì)以后的事。候風(fēng)地動(dòng)儀是世界上的地震儀之祖。雖然它的功能尚只限于測(cè)知震中的大概方位，但它卻超越了世界科技的發(fā)展約1800年。

渾天儀

張衡在西漢耿壽昌發(fā)明的渾天儀的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的渾天說(shuō)，創(chuàng)制了一個(gè)比以前都精確、全面得多的“渾天儀”。

漏水轉(zhuǎn)渾天儀是一種水運(yùn)渾象。用一個(gè)直徑四尺多的銅球，球上刻有二十八宿、中外星官以及黃赤道、南北極、二十四節(jié)氣、恒顯圈、恒隱圈等，成一渾象，再用一套轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械，把渾象和漏壺結(jié)合起來(lái)。以漏壺流水控制渾象，使它與天球同步轉(zhuǎn)動(dòng)，以顯示星空的周日視運(yùn)動(dòng)，如恒星的出沒(méi)和中天等。它還有一個(gè)附屬機(jī)構(gòu)即瑞輪冥菜，是一種機(jī)械日歷，由傳動(dòng)裝置和渾象相連，從每月初一起，每天生一葉片；月半后每天落一葉片。它所用的兩級(jí)漏壺是現(xiàn)今所知最早的關(guān)于兩級(jí)漏壺的記載。

張衡在創(chuàng)作了渾天儀之后曾寫(xiě)過(guò)一篇文章。此文全文已佚。只是在梁代劉昭注《后漢書(shū)·律歷志》時(shí)作了大段引述而使之傳世。劉昭注中把這段文字標(biāo)題為《張衡渾儀》。稱(chēng)之為“渾儀”可能是劉昭所作的一種簡(jiǎn)化。在古代，儀器的定名并不嚴(yán)格。雖然后世將“渾儀”一詞規(guī)范為專(zhuān)指觀測(cè)儀器，但在隋、唐以前，“渾儀”也可用于表演儀器。

瑞輪莢

瑞輪莢是張衡別出心裁創(chuàng)造的自動(dòng)日歷，它模仿神話中奇樹(shù)蓂莢的特征，靠流水作用，從每月初一開(kāi)始，一天出現(xiàn)一片葉子，到滿(mǎn)月出齊15片，然后每天再收起一片，到月末為止，循環(huán)開(kāi)合。這個(gè)神話曲折地反映了堯帝時(shí)天文歷法的進(jìn)步。張衡的機(jī)械裝置就是在這個(gè)神話的啟發(fā)下發(fā)明的。聽(tīng)謂“隨月盈虛，依歷開(kāi)落”，其作用就相當(dāng)于現(xiàn)今鐘表中的日期顯示。

指南車(chē)

張衡制造的指南車(chē)?yán)脵C(jī)械原理和齒輪的傳動(dòng)作用，由一輛雙輪獨(dú)轅車(chē)組成。車(chē)箱內(nèi)用一種能自動(dòng)離合的齒輪系統(tǒng)，車(chē)箱外殼上層置一木刻仙人，無(wú)論車(chē)子朝哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，木人伸出的臂都指向南方。

計(jì)里鼓車(chē)

張衡創(chuàng)造的計(jì)里鼓車(chē)是用以計(jì)算里程的機(jī)械。據(jù)《古今注》記載：“記里車(chē)，車(chē)為二層，皆有木人，行一里下層擊鼓，行十里上層擊鐲”。記里鼓車(chē)與指南車(chē)制造方法相同，所利用的差速齒輪原理，早于西方1800多年。

獨(dú)飛木雕

張衡制作獨(dú)飛木雕，是模仿鳥(niǎo)類(lèi)高空翱翔的滑翔翼型設(shè)計(jì)。

地形圖

張衡也研究過(guò)地理學(xué)，根據(jù)他研究和考察的心得，畫(huà)過(guò)一幅地形圖。唐張彥遠(yuǎn)《歷代名畫(huà)記》卷三云：衡嘗作地形圖，至唐猶存。