首先便是望远镜。
刘范出征在外，感触最深的便是侦查问题，要是有了望远镜，一看数百步，特别是大海之上，又有何惧。
望远镜好说，一个中空木桶，还可以做成伸缩型的，前后一大一小两个凸镜，凸镜只需要按磨具烧制，打磨即可。
如此望远镜便制成了。
配上支架，再改小一点，便可装备在神臂弩甚至手弩上，如此精度狙杀便成为了可能。
而且望远镜成功，以后自己和每一个将领皆有望远镜，也方便指挥，观察。
何况望远镜已经有了，显微镜还远吗。
有了望远镜，刘范还是不满足。
刘范下一个目标，便是解决时间问题了。
刘范所处的时代，每日计时按十二个时辰来计，分为子，丑，寅，卯，辰，巳，午，未，申，酉，戌，亥，十二个。
每个时辰分为九刻，如子时初刻，一刻，二刻，三刻，四刻，五刻，六刻，七刻，八刻。
再细化便无从下手了。
而刘范未来必然会开展科学革命，甚至产业革命。
所以这计时一定要精确，最好如后世那般精确到分，到秒。
于是刘范打算设计一种独立的计时工具。
说干就干，刘范找来了百位高级木匠，开始在蓟县外依水建一计时器。
刘范所设计施工的计时器，便是后来宋代时期的水运仪象台。
水运仪象台是北宋时代把浑仪、浑象和报时装置结合在一起的大型天文仪器，大约在公元1086年左右由苏颂、韩公廉等人创制。
水运仪象台台高约十二米，宽约七米，呈上窄下宽的正方形木建筑，全台分为三层，最上层放置浑仪和圭表，用来观测天象，中层放置浑象，用以演示天象，最下一层放置报时仪器和全台的动力机构等。
报时装置在台南部，有五层木阁，可以通过摇铃，打钟，敲鼓，击钲或出现木人等声像形式，报告时，刻，更，筹的推移，下层后部是动力装置，有一个直径三米多的巨大枢轮，上面装有三十六个水斗，枢轮边上有一个漏水相当快的漏壶，壶水流入水斗，斗满后，枢轮即往下转，在枢轮顶部有一个擒纵装置，它控制枢轮只能转过一个水斗，枢轮转动后，带动一根贯通上，中，下三隔的转动轴，并通过齿轮装置带动浑仪跟踪天体，带动天球仪按十二个时辰一周转动，带动报时装置准确报时。
五层木阁里的木人能够表演出这些精彩，准确的报时动作，是靠一套复杂的机械装置昼夜轮机，带动的，而整个机械轮系的运转依靠水的恒定流量，推动水轮做间歇运动，带动仪器转动。
水运仪象台几乎便是中华古代最顶级的天文，报时装置了。
虽然其依然只能进行时辰，时刻的报时，但是比汉代的报时机制更加准确。
中平六年一月十八日，水运仪象台正式投用。
看着眼前的水运仪象台，刘范满意的点了点头。
但即便如此，刘范还是不满意。
毕竟水运仪象台还是只能做到时辰和时刻的报时，并不能更加精确到分，到秒。
更何况水运仪象台太过巨大，用来天文观测还好，报时太不方便。
而且这只能建在靠水的地方，没有水的地方根本不能用。
于是水运仪象台投用后，刘范又召集木匠，铁匠开始打造两种新式报时装置，摆钟和怀表。
摆钟便是利用单摆的等时性，用摆锤控制其它机件，使钟走得快慢均匀，一般能报点，要用发条来提供能量使其摆动。
整个摆钟的结构大体上可分为走时部分、打点部分、指针部分和打点控制部分。