制成具有划时代意义的莲花漏

燕肃对潮汐的精确研究得益于他的另一项重大发明——莲花漏。

莲花漏，是一种刻漏计时器。在钟表出现以前，主要用刻漏计时，远在周朝我国已会制造这种仪器，以后各代都有制造并不断改进。

刻漏是利用滴水记时的原理制成，通常有两种形式：一种是记录它把水漏完的“泄水型”，另一种是底部无开口的窗口，注意它用多少时间把水装满的“受水型”。但自汉代以后，最初这一类型只有一个贮水壶，但壶中的水渐渐漏完，水面也随之逐渐降低，而产生水流迟缓现象，计时便不准确了。解决这一困难的办法是在贮水壶和受水壶之间加入一个或许多个补偿壶。但这样一来所有用壶数逐渐增加，系统就会显得笨重复杂。

燕肃经过多年实验，在天圣八年（1030年），莲花漏实验成功。这种漏壶因箭壶上有一铜制荷叶，叶中支一莲花，上端的刻箭形如莲蓬，故名莲花漏。

燕肃发明的莲花漏较旧刻漏有很大改进，它由上、下两个水池盛水，上池漏于下池，再由铜鸟均匀地注入石壶，石壶上有莲叶盖，一支箭首刻着莲花的浮箭，插入莲叶盖中心。箭为木制，由于水的浮力，便能穿过莲心沿直径上升，箭上有刻度，从刻度就可以看出是什么时刻和什么节气了。根据全年每日昼夜的长短微有差异，又把二十四节气制成长短刻度不同的四十八支浮箭，每一个节气昼夜各更换一支。这种刻漏制作简单，计时准确，设计精巧，便于推广。

燕肃每到一地做官，就把莲花漏的制作和使用方法刻在石碑上以方便人们使用，并制成样品加以推广，好多地方都用他的莲花漏来检验时间，结果相当精密。

由于燕肃的莲花漏只有两个壶，制作简单，设计精巧，计时准确，便于推广。

经过多次试验之后，宋仁宗于景祐三年（1036年）颁行全国使用，得到了各方面的称赞。

各代的指南车是中国古代皇帝出行时仪仗车的一种，数量很少，规格极高，目的是增添皇帝的威严与排场。据传它为四五千年前黄帝时代发明的，到宋朝时，制造方法已经失传了，没有任何详细资料；记里鼓车，亦名大章车，远在晋朝时就会制造，后来也失传了。指南车、记里鼓车是我国古代用来测定方向和记录行程的仪器。指南车亦称司南车，指南车是用来指示方向的一种机械装置，它是利用传统的独辕双轮车制，与指南针无关。

燕肃长于机械，就决心使它们复原。于是，他根据简单的文献记载，重新进行设计。终于在宋仁宗天圣五年（1027年），复原了指南车和记里鼓车。

车上立一木人伸臂南指，不管车向什么方向转变，木人的手臂始终指向南方。指南车涂为赤色，上绘青龙、白虎及花鸟等图案，四角垂有香囊，制造十分精美。

指南车的创造，标志着中国在齿轮传动和离合器的应用上已取得了很大的成就，是我国古代的一项重要发明创造，而欧洲直到十九世纪才发现和运用这一原理，比我国晚了一千多年。指南车和记里鼓车虽然不是燕肃发明的，但他仅根据简单的文字记载就能把已失传且构造复杂的两件仪器复原出来，这说明，他的机械制造能力是很强的。

记里鼓车是古代一种能够自动计程的机械，它利用齿轮传动装置将车轮行走的里数反映出来，车每行一里，车上木人击鼓一槌，这与现代汽车上安装的里程表原理是一样的。

燕肃对欹器也进行了研究。欹器是利用重心原理发明的。“欹”原为倾斜之意，欹（qí）器，是一种灌溉用的汲水罐器，它是我国古代劳动人民在生产实践中的创造。欹器有一种奇妙的本领：未装水时略向前倾，待灌入少量水后，罐身就竖起来一些，而一旦灌满水时，罐子就会一下子倾覆过来，把水倒净，尔后又自动复原，等待再次灌水。

欹器早在周朝时就有了。据说，有一次孔子去周庙参观，见庙中有个欹器。孔子问道：“这是什么器物？”守庙的人回答说：“这是佑座器。”孔子说：“我听说这种东西灌满了水就翻过去，没有水就倾斜，灌一半的水正好能垂直正立，是这样的吗？”守庙的人回答说：“是的。”孔子让子路取来水试了试，果然这样，于是长叹一声说：“唉，哪有满了而不翻倒的呢？”清朝皇帝让人在紫禁城里摆设欹器，是借欹器“满则覆，中则正，虚则欹”的特点喻世“满招损，谦受益，戒盈持满”的道理，并以此警戒自己，以利于自己的统治。