幾乎每個歷史朝代都有能工巧匠創製出各種機械，其中大多是力學或工程機械，它們裝有槓桿、曲柄、輪與輪軸、齒輪、傳動帶等設備。在這些機械中，有一些能按照設計程序產生某種特定的樂聲，其情形十分類似機械式八音盒。
據《西京雜記》載，漢高祖劉邦坐主咸陽宮後，曾令工匠與機械師鑄造銅人12枚，約高三尺，列在一桌旁。那些銅人的衣著穿戴如真人一般，琴築笙竽各執其一。桌下有二隻銅管，「其一管空，一管內有繩，大如指。使一人吹空管，一人扭繩，則眾樂皆作，與真樂不異焉」。這個記載也許暗示我們，吹管者是在製造氣流；扭繩者可能以繩索帶動槓桿、齒輪、或撥子一類驅動裝置或調節裝置，以使銅偶的雙手按既定設計程序動，從而彈動桌面上預先擺好的琴築，或讓氣流進入某銅偶所持的笙竽之中，因而產生了某種樂聲。這可能是最古老的八音盒，是以人力牽引機械而發聲的。
三國時，這種音樂機械得到發展。人們製造了以水力發動的、具有能歌能舞的木偶組裝在一起的機械，稱為「歌舞水機」或「水轉百戲」。其時，以造指南車聞名的馬鈞曾設計並製造了這種機械。他以水力發動一個大主輪，主輪軸的轉動可以控制各種簡單機械。通過後者又牽動各種活動木偶，使木女舞蹈，木男擊鼓吹笙，甚至於「木人跳丸擲劍，緣絙倒立，出入自走，百官行署，舂米鬥雞，變巧百端」(《三國志·杜夔傳》裴注)。馬鈞因此被稱為「巧思絕世」的機械師。
隋煬帝大業年間(公元605—618年)，工程師黃袞、黃亘兄弟曾設計、製造更為壯觀的「水轉百戲」。其中的木偶可以表演72種歷史故事中的最精采場面，稱為「七十二勢」。「木人奏音聲，擊磬撞鐘，彈箏鼓瑟，皆得成曲。及為百戲，跳劍舞輪，升竿擲繩，皆如生無異」(《太平廣記·水飾圖經》)。隋煬帝帶領群臣觀看之後，連連稱讚，併當場命大學士杜寶撰寫《水飾圖經》。黃袞被敕封散騎侍郎，黃亘也官至朝散大夫。
歷史文化中歌舞水機的傳統一直延續至今。在今日的元宵燈會、中秋燈會等城鎮市民活動中，人們不難觀賞到水上芭蕾、荷花仙子、電動歌舞等大型的程式控制裝置節目。它們與歷史上唯一不同的是，動力與控制系統完全現代化了。
在各種各樣的發聲機械中，最有科學價值的是，唐代將作大匠楊務廉在科學史上第一次成功地人工合成了言語聲。他設計的機械，能發出簡單的「布施」二字聲。據載，「將作大匠楊務廉甚有巧思。嘗於沁州市內，刻木為僧，手持一碗，自能行乞。碗中錢滿，關鍵忽發，自然作聲雲『布施』。」(《朝野僉載》卷六)
這個機械木偶在鬧市區引人競相爭觀。為了讓其說一聲「布施」，觀者無不投錢其碗中。以致每日能盈數千銅錢。從記載看來，木偶的手臂當是一槓桿無疑，在其所持碗中錢滿後，重力下壓，於是槓桿帶動了別的機械發出「布施」的仿人聲。它究竟如何發聲，是機械的相互摩擦聲還是其他，由於歷史記載太簡單，只有讓讀者自己去想像、設計和猜測了。