曆史記載
在中國科學史上，沒有什麼比候風地動儀更為引人注目。它的發明者是東漢大科學家張衡。
《後漢書·張衡傳》詳細記載了張衡的這一發明：
陽嘉元年，複造候風地動儀，以精銅鑄成。員徑八尺，合蓋隆起，形似酒尊，飾以篆文山龜鳥獸之形。中有都柱，旁行八道，施關發機。外有八龍，首銜銅丸，下有蟾蜍，張口承之。
其牙機巧制，皆隐在尊中，覆蓋周密無際。如有地動，尊則振，龍機發，吐丸而蟾蜍銜之，振聲激揚，伺者因此覺知。雖一龍發機，而七首不動，尋其方向，乃知震之所在。驗之以事，合契若神。自書典所記，未之有也。
嘗一龍機發，而地不覺動，京師學者鹹怪其無征，後數日驿至，果地震隴西，于是皆服其妙。自此以後，乃令史官記地動所從方起。
周圍
有八條滑道，稱為“八道”。儀體的外部裝有八條龍，分布在八個方位，龍口各含銅丸一個，龍頭下方各放置一個張口向上的銅蛙（蟾蜍）。
儀體内部裝有機關，與體外龍頭相連，一旦發生地震，機關被觸發，龍口打開，銅丸落入銅蛙口中，發出聲音，使掌管人知曉，并能判明地震來源的方向。顯然，地動儀是利用物體慣性制成的儀器。
張衡通過自己巧妙的設計，使地震時儀體與都柱之間産生相對運動，利用這一運動觸發儀内機關，從而将地震報出。張衡地動儀的靈敏度很高，《張衡傳》列舉了一個具體例子：曾有一次，地動儀朝向西邊的那條龍突然吐丸，但當時洛陽城裡并無震感，人們議論紛紛，都說地動儀不可靠。過了幾日，送信人來到洛陽，報告說甘肅發生了大地震，大家這才信服了地動儀的精妙。
地動儀的結構模型
關于地動儀的結構，目前流行的有兩個版本：
王振铎模型（1951年），即“都柱”是一個類似倒置酒瓶狀的圓柱體，控制龍口的機關在“都柱”周圍。這一種模型最近已被基本否定。另一種模型由地震局馮銳（2005年）提出，即“都柱”是懸垂擺，擺下方有一個小球，球位于“米”字形滑道交彙處（即《後漢書·張衡傳》中所說的“關”），地震時，“都柱”撥動小球，小球擊發控制龍口的機關，使龍口張開。
另外，馮銳模型還把蛤蟆由面向樽體改為背向樽體并充當儀器的腳。該模型經模拟測試，結果與曆史記載吻合。
它比歐洲出現地震儀的時間要早一千五百年左右。但由于實物的失傳以及原始文獻記載的簡略，使得今人對其内部結構有不同的理解，這是正常的。但無論如何，張衡的地動儀具有很高的靈敏度，這是大家一緻的意見。在此基礎上，通過精心的分析考證、廣泛的學術讨論以及合理的模拟實驗，這個問題一定能夠得到解決。
李志超所想的候風地動儀
李志超認為，從文獻角度來看，漢代字書《釋名》解釋“柱”，說“柱，住也”，表明柱字原義是建築中不動的支撐件。由此，倒立擺結構不得稱“柱”，隻合稱錐。“都”是集總之義，說明不是孤柱，應該還附帶八套機關，而立錐卻隻能是光杆。這樣，僅由“都柱”這一名稱來看，倒立擺之說也不能成立。
李志超進一步指出，倒立錐的設計使原文所述其他一切部件皆成畫蛇添足。尤其是龐大的銅尊，毫無道理可言。再者，從物理評價角度來看，任何測量儀器的性能一般都可用兩個互相矛盾的指标表征：靈敏度和穩定度。倒立錐的設計正好突出了精密計量技術這一主要矛盾。
例如，為提高地動儀的靈敏度，就要把倒立錐的錐底做得很小，使之形成一個錐尖，但很小的錐尖承受巨大的重力壓強，在不可避免的微小震動作用中必将逐漸形成不可逆的變形，其趨向是錐尖下面的支承面形成坑窩，錐尖變得圓滑。
這一過程不可逆，而且是加速的。這樣，倒立錐最終要倒下來，不管有無地震。如果為提高穩定度，将錐尖做成寬到實際不變形，那它的靈敏度必然很低，感知量比人所能察覺的還要大，地動儀也就失去了它的實用價值。
複雜難度
都柱的尺寸推想為高一丈、直徑二尺，這可與總體協調。都柱與尊一樣，都有足夠的重量，這樣才可以從地震獲取充足的能量，不愁“施關發機”所必需的力不夠大。
另外，尊的巨大質量能起到屏蔽作用，減少都柱受到的幹擾，防止誤報。地動儀的全部“牙機巧制”則裝設在都柱及其座腳上，這樣符合“都”字本義。
銅尊是一個帶蓋的大桶，尊的側壁上對稱地設八個圓孔，孔的直徑略小于銅丸，孔外飾以龍首，孔即為龍的喉，喉外為龍舌，舌有淺窩以置銅丸，銅丸靠在喉孔上，既不會掉入尊内，又把喉孔蓋緊了。龍首和龍體都隻是裝飾浮雕。一旦地震，都柱與尊發生相對位移，“施關發機”，龍機将銅丸推出，落入蟾蜍口中，起到報警作用。
為了改善蟾蜍的聲學效應，還可以考慮在蟾蜍腹内另設響器，如方響之類，這可以更接近原文所描述的“振聲激揚”的效果。原文中提到的“牙機巧制”，李志超将其複原為兩級放大杠杆。而所謂“關”，則被設計成分立橫棒，一端頂緊前級杠杆的輸入端，一端頂緊尊的上沿。“關”的作用在于當都柱與尊發生相對位移時觸發放大杠杆。
為了與原文“龍機”的說法一緻，李志超把推動銅丸的杠杆設計成龍形，讓它的下面有兩條腿在轉軸上，尾巴橫折又上翹，構成受控的牙。它的上身有兩隻“手”，是執行自鎖功能的。設置自鎖機構的目的是為了實現原文所說的“雖一龍發機而七首不動”。
李志超稱該機構為龍鎖，是一個懸吊水平環，該環用八條垂直細鈎吊在尊沿上，又用八條水平細鈎牽着都柱，所以隻能作小角度轉動，但足夠自由。環上有16個小立柱，每一對小立柱對着一龍的雙“手”，龍“手”是裝在龍體前的一對爪，爪是有斜縫的掌面，在向前運動時嵌入龍鎖小柱，并撥動龍鎖轉一個小角度，于是其餘七對小柱與對應的龍爪偏離，就把它們閉鎖住了。
在整複時，落丸龍“手”被推複位，也把龍鎖帶動複位。
