渾天儀模仿肉眼看到的天球形狀，把儀器做成多個同心圓環，整體看起來像壹個球體，然後通過可以繞中心旋轉的窺視孔觀察天體。渾天儀歷史悠久。有人認為西漢時期落下閎、賢愚烈仁、耿壽昌都制作過圓形樂器。東漢賈逵、福安在圓器上加黃道環，改稱“黃道銅器”。早期結構是如何被記錄下來的。最早的詳細結構記錄是東晉歷史學家程南陽孔廷於六年，即公元323年制作的雙環銅渾儀。這種樂器由六合樂器和四友樂器組成。唐朝貞觀七年，公元633年，李加了三環儀，變雙環為三環儀，成為比較完整的渾儀，稱為“渾天儀”。
唐代以後制造的軍器與李制造的基本相似，只是環或部件有所增減。隨著渾儀環數的增加，觀測時覆蓋的天空區域越來越多。所以北宋簡化了渾儀，元代郭守敬對渾儀進行了徹底的改革，創制了簡化儀。
大象的結構是壹個大球體，有星星、赤道、黃道、恒圓、恒圓，類似於今天的天球儀。葷香有兩種形式。壹種形式是天球周圍的地平線，象征地球。當天球旋轉時，球內的地面保持不動。在現代作品中，這種天空中的渾象被稱為“渾象”。壹般認為，渾象最初是由西漢的耿壽昌創作的。東漢張衡的渾象是他設計的漏水轉渾儀的演示部分。此後，天文學家制作了許多大象，並用水力機械將它們聯系起來，以達到與天球周日運動同步的效果。唐代的梁靈贊、蘇頌、韓公廉等人將大象與自動計時碼表相結合，研制出世界上最早的天文鐘。