器械是使用滚筒就位的，然后在侧边底部添加支撑物以调整弹丸的射程，杆臂的末端通过大铁钩的开口而固定，杆臂的顶端加装上掷弹带，用以放置石弹。在掷弹带上放上一颗石质弹丸，投石机的两侧各有四个士兵通过转动滚筒，利用棘轮机构收紧绞索将抛射臂杆拉下来，直到几乎把杆臂拉成与地平齐为止。释放时则以大木锤击打铁构柄，将其击。当杆臂被释放以后，向上弹起，从掷弹带中将石弹奋力掷出。
赵昺当初设计时也受到了不少困扰，假如杆臂的上端被做成座子以安放石弹，则杆臂的此端必须做的又大又沉，若是用于拦阻杆臂横木也需加固，如此一来抛石机会更加笨重，不利于制造和移动。于是他想到了采用掷弹带，而带子的长度实际上成了杆臂的延长，如此也不会给杆臂重量带来明显的增加。
投石机采用的杠杆原理，也就是说杆臂越长，扫过空中的距离也就越长，弹丸的投射距离也就越远，而采用掷弹带则杆臂可以做成从粗头向上逐步变细，杆臂同时可以轻便不少，比起末端粗大以安放弹丸的杆臂，反弹的时候度也要快得多，所带来的威力增长也是令人吃惊的，这其中的区别就象学童们用来射石子的小弹弓和大弹弓之间的区别一样。。
赵昺曾做过实验，这种重