清中葉，周慶云在《鹽法通志》卷三十六中描述了立軸式風車的構造原理：“風車者，借風力回轉以為用也。車凡高二丈余，直徑二丈六尺許：上安布帆八葉，以受八風。中貫木軸，附設平行齒輪。帆動批轉，激動平齒輪，與水車之豎齒輪相搏，則水車腹頁周旋，引水而上。此制始于安鳳官灘，用之以起水也。長蘆所用風車，以堅木為干，干之端平插輪木者八。如車輪形。下亦如之。四周掛布帆八扇。下輪距地尺余，輪下密排小齒；再橫設一軸，軸之兩端亦排密齒與輪齒相錯合，如犬牙形，其一端接于水桶，水桶亦以木制，形式方長二三丈不等，寬一尺余。下入于水，上接于輪。桶內密排逼水板，合乎相之寬狹，使使無余隙，逼水上流入池。有風即轉，晝夜不息。……”又按：“一風車能使動兩水車。譬如風車平齒輪居中，馭駛兩水車豎齒往來相承，一車吸引外溝水。一車吸引由汪子流于各溝內未成鹵之水。

晚清林昌彝《硯桂緒錄》則介紹了立軸風車的裝用方法：“山陰汪禹九《雨韭鑫筆記》載造風車車水之法，極為巧便，嘗謂船使風篷，隨河路之灣曲尚可宛轉用之，若于平地作風車以轉水車，可代桔槔之多費人力，亦不必如舟帆之隨時轉側也。風車之篷用布蒲、竹篾者。皆可架車于平地四面有風處，風車圈各有筍。互相接續于水車，如鐘表內銅圈然。其水車一如田問常用之式，置于水中亦有筍以接風車，隨之而轉。又風車上下另加篷兩扇，斜側向里，留篷以逼風入車更得力。惟水車置于河道內，殊礙行船，可于堤外開一水竇，通堤內開溝三五丈，引水入大池中，池中置水車，岸上置風車，隨風所向轉水灌田。……昔余過浙江處州，舟中曾見鄉村中用此法以車水。”其中，“風車圈”系指臥置大齒輪，“筍”即齒輪的齒。另加的兩扇“篷”起著導風于風輪的作用，擴大了風能利用面積。

據陳立調查，20世紀50年代初，僅渤海之濱的漢沽塞上區和塘大區就有立軸式風車約600部。民間有詩云：“大將軍八面威風，小桅子隨風轉動，上戴帽子下立針，水旱兩頭任意動。”

立軸式風車采用形似八棱柱的框架結構，又稱“走馬燈”或大風車。立軸上部鑲接8根輻桿，下部鑲接8根座桿。桅桿與輻桿、座桿、旋風欖、篷子股相聯，掛上風帆，即構成風輪。立軸與鐵環的配合，以及針子與鐵軸托（鐵碗）的配合，構成兩副滑動軸承。平齒輪固定在立軸下部，與一個小的豎齒輪（旱頭，有17或18個齒）嚙合。豎齒輪通過其方孔，裝在直徑約7寸的大軸上，并可在軸上左右移動，以實現齒輪的嚙合與分離，起離合器的作用。大軸上裝著主動鏈輪（水頭，12個齒），驅動龍骨。

明代，徐光啟《農政全書》卷十六記，“近河南及真定諸府（在今河南、河北兩省內），大作井以灌田”，“高山曠野或用風輪也”。《天工開物》卷一又記，揚郡（今江蘇省揚州、泰州、江都等地）“以風帆數扇”驅動翻車，“去澤水以便栽種”。

1．揚繩（4根粗鐵絲或木桿拉在大柱1）2．輻桿（傘盤秤） 3．鐵環（將軍帽） 4．立抽（大將軍。直徑大于8寸，高22尺）5．旋風欖6桅桿（小桅子）7．風帆（風篷，8個） 8．座桿9針子(錐形鐵軸端) 10．平齒輪（車盤，車圈，直徑10尺，88個齒） 11．篷子股(支桿) 12．大柱。注：括號內為別名與規格。