清中葉，周慶云在《鹽法通志》卷三十六中描述了立軸式風(fēng)車的構(gòu)造原理：“風(fēng)車者，借風(fēng)力回轉(zhuǎn)以為用也。車凡高二丈余，直徑二丈六尺許：上安布帆八葉，以受八風(fēng)。中貫?zāi)据S，附設(shè)平行齒輪。帆動(dòng)批轉(zhuǎn)，激動(dòng)平齒輪，與水車之豎齒輪相搏，則水車腹頁周旋，引水而上。此制始于安鳳官灘，用之以起水也。長蘆所用風(fēng)車，以堅(jiān)木為干，干之端平插輪木者八。如車輪形。下亦如之。四周掛布帆八扇。下輪距地尺余，輪下密排小齒；再橫設(shè)一軸，軸之兩端亦排密齒與輪齒相錯(cuò)合，如犬牙形，其一端接于水桶，水桶亦以木制，形式方長二三丈不等，寬一尺余。下入于水，上接于輪。桶內(nèi)密排逼水板，合乎相之寬狹，使使無余隙，逼水上流入池。有風(fēng)即轉(zhuǎn)，晝夜不息。……”又按：“一風(fēng)車能使動(dòng)兩水車。譬如風(fēng)車平齒輪居中，馭駛兩水車豎齒往來相承，一車吸引外溝水。一車吸引由汪子流于各溝內(nèi)未成鹵之水。

晚清林昌彝《硯桂緒錄》則介紹了立軸風(fēng)車的裝用方法：“山陰汪禹九《雨韭鑫筆記》載造風(fēng)車車水之法，極為巧便，嘗謂船使風(fēng)篷，隨河路之灣曲尚可宛轉(zhuǎn)用之，若于平地作風(fēng)車以轉(zhuǎn)水車，可代桔槔之多費(fèi)人力，亦不必如舟帆之隨時(shí)轉(zhuǎn)側(cè)也。風(fēng)車之篷用布蒲、竹篾者。皆可架車于平地四面有風(fēng)處，風(fēng)車圈各有筍。互相接續(xù)于水車，如鐘表內(nèi)銅圈然。其水車一如田問常用之式，置于水中亦有筍以接風(fēng)車，隨之而轉(zhuǎn)。又風(fēng)車上下另加篷兩扇，斜側(cè)向里，留篷以逼風(fēng)入車更得力。惟水車置于河道內(nèi)，殊礙行船，可于堤外開一水竇，通堤內(nèi)開溝三五丈，引水入大池中，池中置水車，岸上置風(fēng)車，隨風(fēng)所向轉(zhuǎn)水灌田。……昔余過浙江處州，舟中曾見鄉(xiāng)村中用此法以車水。”其中，“風(fēng)車圈”系指臥置大齒輪，“筍”即齒輪的齒。另加的兩扇“篷”起著導(dǎo)風(fēng)于風(fēng)輪的作用，擴(kuò)大了風(fēng)能利用面積。

據(jù)陳立調(diào)查，20世紀(jì)50年代初，僅渤海之濱的漢沽塞上區(qū)和塘大區(qū)就有立軸式風(fēng)車約600部。民間有詩云：“大將軍八面威風(fēng)，小桅子隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，上戴帽子下立針，水旱兩頭任意動(dòng)。”

立軸式風(fēng)車采用形似八棱柱的框架結(jié)構(gòu)，又稱“走馬燈”或大風(fēng)車。立軸上部鑲接8根輻桿，下部鑲接8根座桿。桅桿與輻桿、座桿、旋風(fēng)欖、篷子股相聯(lián)，掛上風(fēng)帆，即構(gòu)成風(fēng)輪。立軸與鐵環(huán)的配合，以及針子與鐵軸托（鐵碗）的配合，構(gòu)成兩副滑動(dòng)軸承。平齒輪固定在立軸下部，與一個(gè)小的豎齒輪（旱頭，有17或18個(gè)齒）嚙合。豎齒輪通過其方孔，裝在直徑約7寸的大軸上，并可在軸上左右移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)齒輪的嚙合與分離，起離合器的作用。大軸上裝著主動(dòng)鏈輪（水頭，12個(gè)齒），驅(qū)動(dòng)龍骨。

明代，徐光啟《農(nóng)政全書》卷十六記，“近河南及真定諸府（在今河南、河北兩省內(nèi)），大作井以灌田”，“高山曠野或用風(fēng)輪也”。《天工開物》卷一又記，揚(yáng)郡（今江蘇省揚(yáng)州、泰州、江都等地）“以風(fēng)帆數(shù)扇”驅(qū)動(dòng)翻車，“去澤水以便栽種”。

1．揚(yáng)繩（4根粗鐵絲或木桿拉在大柱1）2．輻桿（傘盤秤） 3．鐵環(huán)（將軍帽） 4．立抽（大將軍。直徑大于8寸，高22尺）5．旋風(fēng)欖6桅桿（小桅子）7．風(fēng)帆（風(fēng)篷，8個(gè)） 8．座桿9針子(錐形鐵軸端) 10．平齒輪（車盤，車圈，直徑10尺，88個(gè)齒） 11．篷子股(支桿) 12．大柱。注：括號內(nèi)為別名與規(guī)格。