19세기 중반에 남병철은 역대 혼천의를 연구하고 혼천의 역사에 일대 혁신을 가져온 새로운 혼천의를 설계하고 제작했다. 남병철은 19세기 조선을 대표하는 저명한 학자이며 "의기집설"을 비롯한 여러 가지 천문, 수학, 역법 분야의 저술을 남긴 천문학자이자 수학자이다.

<남병철 혼천의 모델>

남병철은 중국 역대의 혼천의의 결함을 보완할 수 있는 '재극권'을 설치하여 적극, 황극, 천정을 축으로 3가지 좌표를 하나로 합쳐 필요에 따라 극축을 선택할 수 있는 새로운 혼천의를 발명하였는데, 이는 혼천의 제작사에 있어서 혁신으로 평가되고 있다.