系统为时间基准，实现计量时间和时段。
通过设计齿轮的大小和齿数，设计出一定的齿轮系，为了简便和高效得打造出来，只设置一个时针，旋转一周为一个昼夜。时钟的表面均匀标注十二个时辰，即子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。
钟锤的作用是作为一个能量存储装置，因此时钟可以在无人值守的情况下运行相对较长的时间。拉紧绳索提起钟锤，在地球重力场的作用下赋予钟锤势能，钟利用的正是钟锤下落时的势能驱动机构进行运转。每个昼夜，钟锤落到地上一次，每天固定在辰时准点，再次拉紧绳索提起钟锤，新的一天重新开始计时。
棘轮装置中有一个轮齿带有特定形状的齿轮，还有一个钟摆，连接钟摆的是可以啮合齿轮轮齿的某种装置。钟摆来回摆动一次，齿轮的每次转动就会固定地有一个轮齿得到释放，称之为逃脱。连接钟摆的机械装置，被称之为锚，每次释放一个棘轮装置齿轮轮齿。
棘轮装置齿轮的另一个作用是赋予钟摆足够的能量，使钟摆能够克服摩擦力并保持摆动。为了完成这个任务，锚和棘轮装置齿轮的轮齿被设计为特殊形状。如果齿轮的轮齿正确逃脱，钟摆每摆动一次锚都会在适当的方向施加一个轻推力。轻推力增强了钟摆克服摩擦力所需的能量，从而使它能保持摆动。
尽管时钟内的所有齿轮使它看起来很复杂，但是摆钟的工作原理非常简单。钟锤可以为时钟的指针旋转提供能量。棘轮装置由钟摆、锚和棘轮装置齿轮构成，棘轮装置可以精确调节钟锤能量释放的速度。指针齿轮系使时针能够以正确的速度运转。
又经过了整整一个月，朱由栋和宋应星师生两人在和木匠师傅们的合作下，成功地打造出了木质的重锤式机械摆钟。
作为这架机械钟的守护者，宋应星决定，他将每天辰时，在重锤落地的那一刻，立即拉紧绳索提起钟锤，从而开始新一天的计时。
对此，虽然朱由栋觉得麻烦，但宋应星却显得乐此不彼。朱由栋拿它跟全自动机械钟表对比，觉得这只是一个小机器，想着什么时候将它改进得更加自动化。宋应星却是将它和日晷沙漏等对比，当然感到神奇了。