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宝玑的陀飞轮调速器原理如下：
如果把擒纵轮、杠杆（Lever,即马仔）和摆轮及游丝全部置于一载台（carriage)，而载台的小齿瓣受第三轮（the third wheel)驱动，使载台旋转。置于摆轮（balance)上方的第四轮被固定（the fixed fourth wheel)且与载台轴杆（carriage shift)同心。擒纵轮的小齿瓣（escape-wheel pinion)与第四轮互相咬合。
因此当载台旋转时，擒纵轮的小齿瓣绕着被固定的第四轮转动，如此一来造成小齿瓣的旋转并以正常的方式操纵了擒纵轮和摆轮(附图：陀飞轮原理）。
整个上述构造被称为陀飞轮（cage),这些元件一起做恒定地转（rotate constantly),以稳定的速率—1分钟、4分钟甚至6分钟—转完一整圈，那么不论表在哪一个垂直位置，此一陀飞轮调速器都以完全相同的的时间转动一圈，这么一来，因地心引力的位置不同，一位置产生的误差将被另一位置所产生的相等大小之误差所抵消。事实上，陀飞轮并不能消除位置误差，只是将误差平均化，但是尽管处于垂直的位置，陀飞轮的载台周期是恒定的。
宝玑在1775年便已提出这个构想，一直到近6年后才制造出来，并于法兰西共和历（大革命时期的历法）花月（Floreal，共和历的第8月）24日—相当于公元1801年4月14日—写了一封信给当时的内政部部长，说明他发明了陀飞轮调速器，并请求给予他10年的专利。1801年6月26日，他接到专利许可证书。