最初的投石機結構很簡單，一根巨大的杠桿，長端是用皮套或是木筐裝載的石塊，短端系上幾十根繩索，當命令下達時，數十人同時拉動繩索，利用杠桿原理將石塊拋出。
最早將投石機應用到戰爭之中是戰國時期的楚國，秦將李信攻楚時，楚軍準備了大量的投石車，就在秦軍渡河之時，天上的石塊如飛蝗而至，秦軍大敗。
東漢末年的官渡之戰時，袁紹在曹營外筑起樓櫓，堆土為山，用箭俯射曹營。謀士劉曄向曹操獻計，設計出一種名為“霹靂車”的投石機，摧毀了袁軍的樓櫓，官渡的形勢轉危為安。
劉曄設計出來的霹靂車，已經是非常的先進了，可以拋射越大的石塊，射程也比之前的投石機要遠的多。
不過投石機有一個最大的弱點，那就是體積笨重，機動性差，一次只能拋射一枚石塊，如果想要達到較好的攻擊效果，就必須同時準備數量眾多的投石機。
而且攻城的時候，如果敵方事先有準備，在城墻上懸掛濕牛皮的話，可以瓦解投石機的進攻。
有鑒于此，馬鈞集畢生的所學，研究新式的投石機，他從諸葛連弩上面獲得了啟發，采用了輪式設計，在一個大木輪的上面，懸掛多個石塊，在使用的時候，機械轉動輪子，就可以將石塊接連不斷地發射出去了。
由于攻擊密度的增加，便使得敵方的防御捉襟見肘，顧東顧不了西，可以將投石機的威力發揮到最大。
馬鈞在朝為官的時候，就曾向朝廷上書，建議改進軍中目前使用的投石機，但朝廷對他的建議并沒有采納，這個計劃最終也就擱置了。
等到明帝駕崩，曹芳即位，正是大將軍曹爽主政之時，馬鈞雖然已經辭官致仕，但對改進投石機還是念念不忘，于是和傅玄商議，由傅玄帶著圖紙前去拜見曹爽，希望曹爽可以采納這個建議。
曹亮呵呵一笑道：“傅兄，這個圖紙可否借我一看？”
傅玄有些為難，畢竟這不是他的東西，在沒有得到馬鈞許可的情況下，又怎么可能隨便拿出來給別人看呢？
傅玄看向了馬鈞，馬鈞卻是點頭示意可以，但他的眼角，卻露出不屑的目光，似乎覺得給曹亮看一下也沒啥，這些官宦子弟，又如何能懂得機械。
于是傅玄將圖紙遞給了曹亮，曹亮讓阿福阿貴左右執著將圖紙展開，自己仔細地端詳起來。
馬鈞輕輕地哼了一聲，顯然曹亮看圖紙的方式讓他很是不滿，純粹是在裝模裝樣，不懂裝懂，這種人，馬鈞可是見的多了。
傅玄則問道：“怎么樣，曹兄，馬先生的大作精妙否？”
他原本以為曹亮會說出一些贊美的話來，那知曹亮一出口，差點沒把馬鈞給噎了半死。
“依我看，你這個發石機可不咋地！”