东汉张衡设计的候风地动仪通过机械联动装置，将地震波转化为铜丸掉落信号，实现方位报警。

一、触发机制与联动结构

地动仪内部中央设有一根竖直“都柱”（惯性摆），周围分布八组曲柄连杆机构。当地震波传入时，都柱因惯性失衡倒向震源方向，推动对应方向的曲柄，触发龙首开口。

二、方位指示系统

当特定方向地震波触发机构时，该方位龙首张开，内部铜丸落入下方蟾蜍口中，通过金属撞击声提示人员。

三、报警实现流程

1. 波传导
   地震波沿地面传播至仪器底座，引起壳体震动。

2. 摆体偏转
   悬挂状态的都柱因底座位移产生惯性摆动，撞击对应方位的曲柄。

3. 机关释放
   曲柄带动龙首下颌开合，释放预先放置的铜制小球。

4. 声光报警
   铜丸坠入蟾蜍口腔产生清脆响声，值守人员通过观察铜丸掉落方位判定震源方向。

四、设计特点分析

• 定向精度：八向布局可区分45°扇区内的震源方向
• 灵敏度调节：都柱重心高度可改变系统惯性响应阈值
• 抗干扰：曲柄启动力矩经过计算，可过滤日常震动噪声

该装置通过机械能转化，在没有电子元件的条件下实现了地震波的自动检测与方位上报，其设计思想至今被应用于现代地震监测网络的方向定位算法中。