两个方面的素质，一是射得远，二是射得准。但在实际作战中，能否射得准这一点，可以通过大面积的弓箭覆盖来弥补，而剩下的“射得远”，便成了最主要的决定因素。
这便需要弓箭手拥有足够的臂力，以能拉开更强的弓以及更多次数地拉开强弓。
大宋神宗时期，对弓箭手的考核录取标准大致分三等：九斗为第一，八斗为第二，七斗为第三。而弩因为先张开弦后无须在进行瞄准的时候持续用力，它的三等则为：二石七斗为第一，二石四斗为第二，二石一斗为第三。
换算成今天的单位，那就是三流弓箭手的臂力差不多要四十五公斤，三流弩手则是需要一百三十五公斤。
这是非常惊人的要求，这也决定了弓箭手选拔的难度以及训练的成本极高。甚至还可以说，臂力达不到要求的士兵，怎么训练也难以提升太多。
由此还带来另一个新问题，弓弩的张力越大，射击的速度就越低。甚至在激烈的战斗中，还会出现大量弓弩手最后双臂脱力、拉不动弓弩的现象。
因此，在单纯的军事理论中，弓弩手可帮助步兵有效压制骑兵，但是草原部落的骑兵供应源源不断，但中原王朝的弓弩手的选拔培养却是成本巨大。
所以，秦刚安排了一个对动滑轮组颇有研究的学生，定向研究神臂弓的上弦机器的设计。
定滑轮可以改变用力方向、动滑轮可以以运动距离换取施力节省，而两者组合而成的动滑轮组便可以根据需求，去发明改造各种有利于人们省力而作的工具。自从这样的原理经秦刚提醒后，便在菱川书院已经有了许多实践的应用，比如先前已经在流求码头上的龙门吊，当然到了这里，只要明确给出研究的方向，这名学生很快就拿出了最初的设计方案：
一只五尺见方的大圆盘，上面可以同时预架上四张普通的神臂弓，然后通过圆盘下方的动滑轮组的摇动从而拉动大圆盘转动，上面的机关便可以非常顺畅地将预架上去的神臂弓弓弦迅速张开。
表面上看，单次的张弦速度似乎普通士兵拉开弓弦差不多，但是却是一次便可完成四张弓的张弦准备，效率便一下子提升了非常之高。
现场站了十二名弓手，四人一排，然后上弦机那里是两人操作，一个人架弓、一个人转盘。
一声令下，转盘的人通过手摇再加脚踩，上弦机的转动看起来非常地轻松，转眼前便完成了四张神臂弓的上弦，于是第一排的四人上前顺手拿起，搭箭之后瞄准箭靶射击，一轮射击结束退开，第二组的弓手已经拿起又上好弦的四张神臂弓上前射击。
到当第三组射击完毕，第一组人再次绕过来，又已经拿起了上好弦的神臂弓。
一时间，靶场之上，嗖嗖嗖地箭羽破空之声不绝，同时伴随着铮铮地射中箭靶的声音。
唐都监略带兴奋地说：“禀知军，如果弓箭手再多加一些训练的话，就可以让两组八人前后进行轮番速射，同样赶得上今天这样的三组十二人的威力！”
在此之前，宋军虽然曾有将领设想过，可以给弓箭手安排专门的上弦辅兵，然后便可以提升射击速度。但是现实问题却在于，有力气能够快速拉弦上弦的兵，巴不得就把他们直接吸收成为正式的弓箭手了，要是本来就算是淘汰下来的、没力气的兵，那也做不了这工作呀！
但是现在秦刚拿出来了上弦机，它的重要意义在于：任何士兵，甚至是未经训练过的民夫，都可以很快地学会并进行上弦的操作，而有了上弦机的辅助，所有的弓箭手也将完全解放了对于他们气力的限制要求，有利于出现更多的神射手。
更绝对一点的是，现在随便拉出来一批人，都可以成为弓弩手了！
李纲即使是对于兵事不算太懂，但是平时曾与父亲一起巡视于守城防务以及军士训练，何曾见过刚才的这阵狂射疾攻，早就惊讶地张大着嘴巴，久久不能合拢。
“谁言书生无一用？”秦刚此时却不忘回头对李纲说道，“这便是我菱川书生的发明创造，西夏蛮夷，纵使其马快刀利，在我大宋如此地强弓箭雨之下，也当叫它有来无回！”
李纲立即回道：“学生受教。”
看完了上弦机，秦刚不忘对唐梓以及设计它的学生说道：“此机器的机械部分便基本合格了。但是它的动力部分还可以扩展。像现在这种通过人力踩踏与手摇结合的，非常方便，可以用于对外军阵中使用。倘若是固定守城的话，其实完全可以可以改用驴马牵引，这样子会更省人力。切切记住，在战斗之中，最宝贵的就是人力，所有对人力的节省，便就是我们提高战斗力的关键！”
唐梓与那学生顿时眼前一亮，连声应承。
随后，秦刚又带着李纲前往了甲院。在这里看到的另外一台机器就十分奇怪了，从体积看，它要大了许多，但是可以看到有很大的齿轮咬合的各式圆盘的组合，最后则是拉动一根根的熟铁条从中间一块钻有许多洞眼的钢板中间依次穿过。
再仔细一看，这些看似差不多的洞眼，却是极有讲究的，它们每一个都会比前面一次稍稍再细上一点，是依次慢慢地变细变小。而最初的小指粗细的铁条，在依次经过这些洞眼的拉拽之后，竟然变成了又细又长的铁丝，整整齐齐地放置在一旁。
唐梓同样怀着恭敬与佩服的语气向秦刚汇报：“以往制作环锁甲，最费功夫的就是这铁丝的制作，既耗时间与功夫，又考究铁匠的锤打手艺，而且成品率非常低。现在有了这种拉丝的机械，就这样的一台，足足能够顶得上二十多个铁匠的生产，而且现在却是随便找一个人就可以操作了。”
一旁是另一种比较小巧的设备，固定在桌台上。工人们就将已经前拉出的匀称铁丝卡在里面，然后再抓着把手用力一拉，铁丝立刻被截下一段固定的长度，随即随着模具弯曲成环并顺势套上了前面的另一只环，重复操作着，每次的铁丝圆环的大小、弧度、形状，都会完全按照预定的标准，分毫不差。
随着工人“咔嗒咔嗒”地操作，小巧的设备前面慢慢垂下来一根环环相套的铁链。
如此这般，弯丝成环