工字輪系最早的基本觀念是來自Thomas Tompion。他早在西元1695年已有此觀念，但是他的發明并未達到實用階段。擒縱輪齒是在輪面上，而擺輪軸的作用部份呈切斷圓柱狀，看起來像是小型"金屬槽"。此"金屬凹槽"有個生動的名稱--大型擒縱輪，在其排列上擺輪的擺動并未比慣常的紡錘表更好。Thomas Tompion的學生George Graham于西元1720年改進此大型擒縱輪系，因些能夠契合整個鐘表工業的用途。他將擒縱輪的三角形齒輪放在輪面上的短頸上，并在圓筒上增加一個馬口，如此雖會使圓柱變弱，但卻可增加擺輪的擺動。
      原則上，工字輪系只是一種靜止式齒輪，并經由Graham更改為Graham擒縱輪系，因而以他的名字命名。首先是三角齒筆直的外齒緣(施壓表面)，約在西元1776年A.Clumming建議將它改為曲線形，藉以使壓力能更持久且更平均。Jodin已在他之前作過類似建議，但是對于個別角度關系卻大有爭議，直到18世紀末期，才獲得比較平等條件的贊同。即使工字輪系未被承認為是紡錘擒縱輪系的杰出改良，但仍獲得有才華表匠的青睞，他能夠打造出工字輪系。
      本來，最早的工字輪系是用銅制成而且相當厚且大。圓柱本身由銅管組成，兩端用塞子密封含有軸承，上端部份是大而輕的轉輪，在其下方是兩個馬口。Urban Juergensen可能是第一位承認鋼制工字輪的優點--不會像銅制工字輪一樣生銹，但是圓柱仍有一項問題，那就是殘油的增加。Breguet利用紅寶與藍寶圓柱作了數次實驗，都呈現不錯的品質，它們的形狀雖然有些不平凡，他將圓柱Z作用部份放在擺軸L下方并只用一薄桿S連接安裝擺輪的圓柱上部，如此擺根的擺動距離能夠增加一些。Perrelet和Redier則采用另一途徑，他們也制作了石圓柱，但是卻用紅寶或藍寶取代一般鋼圓柱的作用部份。這種構造非常復雜的圓柱分成幾個部份制成，必須牽涉到寶石切割匠的工作，而且昂貴的制造價只允許限量制作。