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那么，记里鼓车究竟是如何运转？《南齐书·舆服志》有“记里鼓车……鼓机皆在内”的记载，明确了记里鼓车是由内部的机械驱动的，但没有更加具体的说明。幸运的是，《宋史·舆服志》详细记载了升级版记里鼓车的内部机械结构：“足轮各径六尺，围一丈八尺。足轮一周，而行地三步。以古法六尺为步，三百步为里，用较今法五尺为步，三百六十步为里。立轮一，附于左足，径一尺三寸八分，围四尺一寸四分，出齿十八，齿间相去二寸三分。下平轮一，其径四尺一寸四分，围一丈二尺四寸二分，出齿五十四，齿间相去与附立轮同……其中平轮转一周，车行一里金年会体育入口，下一层木人击鼓；上平轮转一周，车行十里，上一层木人击镯。”

20世纪20年代，历史学家张荫麟就据此复原了记里鼓车的内部机械结构。它的基本原理就是由大小、齿数不同的齿轮和立轴，把车轮的运动传动至击鼓装置，使周长一丈八尺的车轮每转动100次(即1里金年会体育入口，1里=1800尺)带动一个木人击鼓一次，每转动1000次(即10里)带动另一个木人击镯一次，从而实现1里击鼓、10里击镯的效果。这种通过车轮转动圈数记录行驶里程的设计，与今天汽车里程记录的基本原理是一致的。

在汉代、晋代皇帝高官出行仪仗中，有鼓车、鼓吹车。综合文献，王振铎认为，晋以来记里鼓车之外形制度，当由汉之鼓车蜕变而来。山东省的汉代孝堂山画像石则提供了汉代鼓吹车的视觉形象：车厢分为上下两层，下层四人各相向而坐奏乐，上层有二人击鼓。王振铎据此复原了晋代记里鼓车的外观，这样就有了我们今天常见的记里鼓车复原模型。