机关枪才受到军方重视。从西元19世纪中期到西元19世纪末，正是世界各国开发高射速武器的盛行时期 。这期间，相继出现了令军方感兴趣的连发机枪，提高了火力密度。
美国人理查德•乔丹•加特林年轻时，就对机械设计有浓厚兴趣。他经常协助其父亲制造各种机械和工具，而自己也曾发明过棉花种植机、船用螺旋桨等机械设备。在他17岁时，他甚至还申请了水稻种植机（插秧机）的专利，并在当地推广应用。加特林的经历和智慧，为他之后的枪械设计奠定了坚实的基础。
还在美国的“南北战争”时，加特林就了解到，当时士兵使用的枪需要手动装填火药和弹丸，使得不少士兵还没来得及装填第二发子弹，就已被敌人击毙。于是，加特林想“如果能够发明一种连续射击的武器，让一个人发挥一百个人的力量，对战争形态的影响将是巨大的。”从那时起，加特林决定研制一款新武器。
西元1861年夏天，加特林开始设计构思“转管机枪”，在书籍中了解到左转轮枪转膛发射的原理后，他从中获得灵感：“利用一套传动机构，使数支枪管围绕一个公共轴转动，并在每根枪管中设置出独立的击发装置，就可以完成连续射击。”这就是他设计和制造“加特林机关枪”的最初灵感，也是加特林的重大发现。
在研发过程中，加特林将多根枪管“捆”成一圈，通过曲柄摇动圆筒旋转，让各枪管在旋转中依次完成装弹、射击、退壳等动作，使火枪射击的间隔时间大为缩短。新型机关枪的设计图纸完成后，加特林让迈尔斯•格林伍德公司制造了6挺样枪，但在一次火灾中，样枪和设计图纸竟然意外的全部被烧毁了。
这突如其来的挫折并没有打倒加特林。随后，他继续设计研制机关枪，又花费几个月的时间，重新设计图纸，让另外一家机械制造公司生产了12挺样枪。在这过程中，加特林也尝试过制造出两样“机关枪”。
在试验样枪过程中，加特林发现当时使用的纸壳枪弹的弹壳十分脆弱，使得机关枪在高速射击的情况下，存在火药燃气泄漏的问题，甚至还很容易造成枪弹卡壳。为此，加特林采用了非主流的金属弹壳，这才得以使高硬度的弹壳与高射速的“加特林机关枪”相配合，并彻底解决了子弹卡壳的老问题，获得成功 。
“加特林机关枪”设计出了每发子弹的连贯射击，其中包括了两点“转管机关枪”的设计特点：一是提供了锁膛内有击针的圆柱旋转体，与枪管一起旋转；二是每根枪管都有独立的击
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