饭后灯下，李德裕用回梭法，从第一行中的“夫”字旋读，将诗录下，即成：
织锦回文诗
夫妇恩深久别离，鸳鸯枕上泪双垂。
思量当初结发好，谁知冷淡受孤。
去时嘱咐真情语，谁料至今久不归。
更想家中柴米贵，再思身上少寒衣。
天地可怜同日月，阳鹤深山叫早回。
野雀尚能寻伴侣，我夫何不早回归。
本要与夫同日去，翁婆年老怎抛离。
织锦回文朝天子，早放奴夫配寡妻。
第二天上朝时，李德裕就将其织锦上呈唐武宗，并奏道：“此织锦乃巡边使刘得之于灵武军将中，派使呈陛下御览，臣据实上奏。”武宗反复看那方织锦，却看不出其中之意，便问：“卿可解其中之意？”李德裕就将录好的诗稿上呈道：“此是依前秦苻坚时苏若兰织锦回文织成，名曰《织锦回文诗》，臣初读时颇不得要领，经反复斟酌，才解其读法。原是用织锦回梭法，从第一行的‘夫’字来回旋读即成其诗，共一百一十二言。”唐武宗对着诗稿，逐句对照，果然不错。读完却说：“此为言儿女之情诗，刘上奏欲何为？”李德裕道：“初，臣也不解，细思才得刘之意。我朝从开元年间，就在边军中实行番上制度，军士可按路程之远近定期轮换，军将也可逐年轮换施行休假制度，得以处理家中事务。自文宗朝，李宗闵、牛僧孺为相，不谙边军之疾苦，此项制度久废，必在边军中引起反响。陛下议复河、湟四镇十八州，以给事中刘为巡边使，使之先备器械糗粮、察吐蕃守兵之众寡虚实。刘不辱君命，于灵武造木牛，用蜀汉诸葛丞相木牛运粮之法备军需，又得此织锦，必意在讽臣有失察之处。因前时，臣仅忙于回鹘、泽潞之事，未曾顾及恢复边镇军将休假制度，请陛下治臣失察之罪。”翰林学士白敏中出奏道：“此乃前朝宰相李宗闵、牛僧孺之过，李德裕纵有失察之处，不及罪罚。且刘从谏据上党十年，太和中入朝，僧孺、宗闵执政，不留之，加宰相纵去，以成今日之患，竭天下力乃平泽潞，皆二人之罪也。”白敏中唯恐唐武宗准李德裕自责之奏，故翻出李、牛二人旧账，为李德裕开脱，且有褒奖李德裕平泽潞功之意。
唐武宗闻奏大怒，就贬太子少保、分司东都的牛僧孺为太子少保，以潞州刺史李宗闵为漳州刺史。随即再贬牛僧孺为汀州刺史、贬李宗闵为漳州长史。唐武宗又言道：“今泽潞已平，回鹘远徙，边镇暂得安宁，恢复军将休假制度，着卿酌办，无复上奏！”李德裕谢恩毕又奏道：“据潞州奏事官报：察知回鹘上下离心，可汗欲去往安西，其部落言道亲戚皆在我大唐，劝可汗不如归唐。且回鹘又与室韦失和，愈加贫弱难以自立，臣计其不日必然来降，或自相残灭。望陛下遣中使中有识之士赐张仲武诏，命其兼北面招讨使，经营回鹘事，宜早思立功。”唐武宗准奏。李德裕又上言：“自古帝王成大功必告天地、上尊号，陛下当宜行。又，宣懿太后庙，陛下未尝亲谒，今当拜谒。”提到唐武宗之母宣懿太后，他脸上立显悲戚之色说：“谒太后庙等、行郊庙之礼，朕确当亟宜施行。”但对上尊号一事，他谦虚道：“至于徽称，朕实不敢当。”一听其言，群臣一起跪请曰：“请陛下依臣之请！”唐武宗仍不答应，群臣再一次请求上尊号，唐武宗依然不准，就这样反复复请奏五次，唐武宗才答应。
唐武宗上尊号前，照例要依功过陟罚，再贬牛僧孺为循州长史，将李宗闵流放封州不得召用。以忠武节度使王宰为河东节度使，以河中节度使石雄为河阳节度使。却说这河阳（治今河南孟县南）向为东都洛阳外围重镇，重在捍卫东都，石雄就于东都治府邸，将紫英安置在洛阳。转眼就到了会昌五年（845）正月，元旦日唐武宗拜谒太庙、郊祀昊天上帝，群臣为他上尊号为“仁圣文武天成功神德明大孝皇帝”，唐武宗酷好道教，见尊号中并无“道”字，就诏令群臣加之，群臣遵旨，于是上尊号为“仁圣文武章天成功神德明道大孝皇帝”，于是大赦天下。朝中之事且搁过一边，再起刘巡边等诸事。
话说会昌四年（844）时刘奉旨巡边，到达灵武，心中了然。他此行的目的是要规划收复河、湟四镇十八州，并非易事。这十八州自“安史之乱”后即陷入吐蕃已近八十年。吐蕃乘虚占据陇右、河西两镇后，只隔贺兰山与灵武对峙，吕温因有诗曰：“贺兰山便是戎疆。”灵武实在是处于吐蕃、回鹘、东进、南下要冲的最前沿，且是丝绸之路现时的重要通道。如灵武有失，回鹘、吐蕃军可直下关中，长安危矣！值得庆幸的是回鹘已败亡，不可能再构成威胁；吐蕃虽也发生内乱，但情况尚不明，朝廷要他侦察清吐蕃于十八州的守卫情况，实是一大难题。临出朝时，李德裕曾问他：“君此行当以何为要？”他回答：“强基固本，视众寡。”德裕拍手称道：“其要旨尽在君八个字之中，前者为加强灵武器械粮草及兵力，后者为详察核实吐蕃守卫兵力之众寡，真正做到知己知彼。”但刘却说：“灵武之事主自在我，又得端公大力相助，定可有十成把握。可吐蕃方面之事，大约颇费时日。”李德裕道：“我正要向君荐一人，沙州义士张议潮，此人大可为君用。前日，他曾派人贻书于我，详告吐蕃内乱之况，惜未曾晤面。君此前往灵武，细访此人，定可助君成事。”刘道：“端公所嘱，仆铭记在心。”李德裕又道：“我与君交往非一日，彼此不可过谦！我也送君八个字：‘先内后外，依序而进。’”刘也大笑道：“古语云：‘英雄所见略同。’不意我二人又不谋而合。”
刘赴灵武，沿灵州大道而来，一路地理前次出使天德已细志，自不必说。只是辖内巡防各路、各军之情况，刘尚未曾亲视，他一到达灵武，就按巡防线路图亲自进行巡视，便由副将罗文玉领亲军护送同行。他们首先由灵武北渡黄河，达保静（今永宁南）六十里，再六十里抵怀远（今银川），次北六十里至定远军（今平罗南），刘一路细绘成图，详标形胜要处。巡完北路巡南路，即由灵武南至青铜峡过黄河，经丰安军（今中宁石空）到达雄州（今中卫），这条巡防路本达凉州（今甘肃武威），长九百里，可凉州为吐蕃所据，此道久已不通，刘等只得叹惜返回。
东路巡视却很简单，由灵武至盐州三百里，北有长城、烽燧为屏障，报警传递十分迅捷，相当于现代之无线电，前人多有论述。由盐州向东，可通夏州、绥州，更可经灵州、州达长安。但回时，经红桃池、白池、乌池绕黑浮图堡，共四百多里，这一线刘极为重视，因这是灵武节度辖内重要的生命线之一，灵武军及和市所需的食盐主要产于此。食盐在当时被喻为“白金”，朝廷设置盐池判官，进行专营，每年为度支及灵武军提供大量费用，历来为关中道和灵武军重点守卫之处。
灵武军巡防路另有两条道皆不通。一条是“灵萧道”，即由灵武向南经滚泉，再转东南抵威州（今同心县韦州镇），往西南抵萧关接萧关道。这条路线，秦汉时即已开通，可吐蕃占据河、湟后，威州也陷入吐蕃，此路久已不通，刘等不得不于中途返回。另一条是“灵姑道”，即由灵武西渡黄河，越贺兰山，穿腾格里沙漠，过白亭河至姑藏（今甘肃武威）。这条路自南北朝即已开通，可河、湟隐于吐蕃，此道即不通，刘等只能巡视至贺兰山即回。
巡视完毕，刘才真正认识到，收复河、湟四镇十八州，灵武军责任重大，其中也包括灵武军打通自己的部分巡防路线在内，他自言道：“难怪德裕荐我为巡边使，是要将千斤重担交由我挑！不过男儿报国志在四方，我岂可辜负此重托？”晚间回衙，刘在灯下细思：今乌介等西逃，北方边患已除。东边泽潞之战正酣，五路大军讨伐昭义，中又隔河东、河中，刘稹率军要经此两镇西向几无可能，灵武东线暂安。西路和南路，吐蕃内乱正炽，无暇他顾，也暂安无事。只是要收河、湟，朝廷须增兵灵武，且不计诸军，就灵武军来说以三万人计，每三人度支每月支出粮饷为一斛，三万人月支一万斛。由长安发往灵武，途经旱海，大车难行，须征调牲口一万头驮运。从长安至灵武最快需半个月，人畜途中所耗粮饷十之二三。他摆开算筹，将其费用一算，令他大吃一惊，其费用确系巨大。自上次刘出使天德时，就萌生了复制蜀汉诸葛丞相所创的木牛流马，向塞上运粮。他已多方查找资料，细思其构造，也初步画出图纸，但总觉得其内部构造究因怎样设计，一时不得要领。这次巡边时，他就将有关史料、图纸带在身边，决心复制其木牛流马，为国家节约费用。
于是，刘连夜召罗文玉进衙，将防务交代给他，并嘱咐他道：“除重大军、政事禀我，常务均依成法处置。”罗文玉领命而出，刘挑灯夜读，翻检后汉有关史料。他虽为儒将，但终不是史官，如《汉末传》等史料中，虽载：“蜀丞相亮出军围祁山，始以木牛运粮。”至于木牛具体形制，均语焉不详。直到他翻检到《诸葛氏集》之《作木牛流马法》，却在本朝杜牧之祖、杜佑的《通典》中有一同样记载，令他大喜过望。
此文曰：“亮集督运廖立、杜睿、胡忠等于景谷县西南二十五里白马山，推己意作木牛流马。木牛者，方腹曲头，一股四足，头入领中，舌著于腹。载多而行，少则否，宜可大用，不可小使。特行者数十里，群行者二十里。曲者为牛头，双者为牛脚，横者为牛领，转者为牛足，覆者为牛背，方者为牛腹，垂者为牛舌，曲者为牛肋，刻者为牛齿，立者为牛角，细者为牛鞅，摄者为牛轴。牛仰双辕，人行六尺，牛行四步，载一岁粮，日行二十里，而人不大劳，牛不饮食。流马尺寸之数，肋长三尺五寸，广三寸，厚二寸二分，左右同。前轴孔分墨去头四寸，径中二寸。前脚孔分墨二寸，去前轴四寸五分，广一寸。前杠孔去前脚孔分墨二寸七分，孔长二寸，广一寸。后轴孔去前杠孔分墨一尺五分，大小与前同。后脚孔分墨去后轴孔三寸五分，大小与前同。后杠孔去后脚孔分墨二寸七分，后载克去后杠孔分墨四寸五分。前杠长一尺八寸，广二寸，厚一寸五分。后杠与等，板方囊二枚，厚八分，长二尺七寸，高一尺六寸五分，广一尺六寸，每枚受米二斛三斗。从上杠孔去肋下七寸，前后同。上杠孔去下杠孔分墨一尺三寸，孔长一寸五分，广七分，八孔同。前后四脚，广二寸，厚一寸五分。形制如象，长四寸，径面四寸三分。孔径中三脚杠，长二尺一寸，广一寸五分，厚一寸四分，同杠耳。”
木牛流马已失传多年，其图纸自三国后就荡然无存。在后世中人们有种种猜测，有人以为木牛和流马是两种形制不同的运输工具，有人认为是一种一轮四柱的手推车，但《南齐书·祖冲之》中却认为：木牛流马是奇异的自动机械。研读上述史料后，刘却认为木牛流马是一种具有牛的形态、马的步态的四足步行器，或者叫牛形马步，能无轮自走。但如说不加外力，就可自动也不完全对，因其制法中有“牛仰双辕，人行六尺，牛行四步”等语，“双辕”定是供人推动之用。每木牛可载运每人一年的口粮，以此在军中运粮，正可大用。他即摆开算筹，按史书中所载尺寸依比例缩小，先制成全图，这种计算对于“神算”刘来说，依靠算筹的功用，做起来，毫不费劲。然后他再根据全图制出一幅幅分部图，购置上好的木材，命营中军匠按图打造。便将原先在京中所画的图纸，废弃不用。
刘本是一个精思妙想、巧不可阶的人，按图制成的木牛流马，与耕牛等身，上半部酷似牛头、牛身，下半部酷似马的四肢，后面有双把可推，内部为十八连杆结构，尺寸要求极严，组合不同凡响。各个部件协同配合，环环相扣，稍有差错，就动不起来。木牛流马四肢的动作为对角线式，行如马步，即一、三肢和二、四肢协同动作，两组交替运动，这样转弯灵活，进退自如，与史书记载基本吻合。但他又不拘泥于古法，因木牛流马制出后，他忽然想到，在过旱海时，常有沙陷马蹄的情况，如木制流马装载五百斤左右粮食，遇此情况，岂不四肢难以离地交互运动？他就又将四肢下端的马蹄部位改装为四个轮子，四轮转动灵活，推行起来更加省力，这就把仿生技能和车辆运行的原理有机结合起来。
