赵昺手里的资料现在十分有限，除了一台水碓磨的模型和脑子中一副可能是赝品的西方牛拉明轮的图画。车船倒是现成的，但是他觉得船体结构还有许多不尽完善的地方，需要进一步的改善，因此要完成畜力推动车船的构想，依然是个十分耗神的工作，可也能正好填补精神上的空虚。
在动力源的设计上，赵昺感觉并不是最困难的，从那副图画上看是在顶层露天甲板上有三对牛，即六头牛在拉着三对明轮。但是他清楚对于战船来说，顶层甲板一般都是留给士兵作战的平台，需要布置战士，且安装作战武器，所以在祖冲之设计千里船的时候，应该会将绞盘移到下一层甲板中，腾出顶层甲板的空间用于作战所需。
同时赵昺以为以畜力转动一对明轮，不仅速度很慢，而且转动绞盘需要圆周的活动空间也很大，一层甲板不可能如同容纳水手那样密集，而若是采用双层绞盘，上面甲板和下层甲板都布置牲畜，则需占用更多的空前。如此一来就产生了矛盾，这便需要进行重新设计和优化。
而在牲畜的选择上，也需要仔细考量。赵昺记的明朝的那本神书《天工开物》有记载凡力牛一日攻麦二石，驴半之。人则强者攻三斗，弱者半之。说明牛的力量最大，持续力也最长，以这个比例计算，一头牛大约可以顶七个人使用。但弱点也显而易见，一个是速度慢，另一个是体型大，吃得多在其次，占据的空间同样也大。
赵昺翻阅了下宋军曾装备的车船资料，在岳飞平杨幺起义中曾经仿制其战船，最大的车船长三十六丈，宽四丈一尺，宋代官尺约合现代的三十一厘米，长度在一百一十米左右，宽十二米左右，载重当在五千石的大船，至少需要一百五十人踩踏才可驱动，而用牛则只需二十头，但是在实战中木船少有超过百米的。一般大型车船在二十丈至三十丈之间，他决定就以此为据进行设计，即可用于作战，也可以快速调兵和运送辎重。
另外赵昺发现古人在明轮的使用上存在着误区，以为明轮越多则动力越足，相应的速度会越快。因此不仅有十车、十五车的，还有多达三、四十车的。他以为从产品制造角度讲，大船需要大的明轮来推动，除了追求效率，同时也有利于减少车船的部件，便于维修。而如果是四十车是八十个小明轮的话，明轮尺寸小，数量多，反而容易损坏。
再有如果是四十车，每舷四十个明轮的话，那么船一定很长，从记录上看只有三十丈以上的大船才有可能胜任。除去艏、艉因弧度和锚链、绞盘、舵楼等而不便设明轮外，可安放明轮的船体长度估计在二十五丈上下，分摊给每个明轮的空间是六尺有余，再减去轮间距，估计每个明轮的直径在五尺前后，而五尺直径的明轮对于百多米长的车船来说太小了。
此外，因为明轮是高效连续运动的桨叶，所以，过密的轮间距会降低各轮的功效的，就是许多明轮在里面滥竽充数，因为前面的明轮转速快，水流急，后面的明轮就没有多少做功的必要，水流有时候反而比后面的明轮的转速还快，所以过密的轮间距不仅不能加速船只，反而影响船速，明轮间功效相互抵消。而除非后面的明轮永远比它前面的明轮转得快，才不会抵消。
由此可见，古人四十车，计有八十个翼轮的设计观点不妥。还有车船的舵楼多设计于虚艄之上，尾舵置于其下，位于虚艄的末端。这样的悬挂方式加重了舵楼的负载，一条四丈的长桨都有七百余斤重，更何况舵？若再加上艉部悬挂的大车的分量，处于虚艄之上的舵楼很容易在水战的高速航行中，因舵受到的巨大阻力产生的撕裂力矩而断裂。
因为这时的舵不仅受到船体前进时，水流向后的阻力，这是所有船舵都受到的阻力；还受到艉部大车旋转时，产生的高速向后水流，这股水流高速冲击着舵杆及舵面，这是有艉部大车的车船舵特有的阻力，这两股力量作用在安置于虚艄末端的舵之上，很可能就会撕裂舵楼的木质构件，即在艉部大车之后，安装船舵会造成车船自损……
赵昺将改进中将会遇到的困难一一列出，然后由难到易在一一进行解决。不过这个过程也并不容易，往往会因为一个小数据的错误不得不推翻重新进行设计，当然最困难的还动力源方面，为此他还遣人找来几头牛，做了一台简易的绞盘进行实际测量。
如此一来，园中的军兵们也找到了乐子，他们一天天在岛上除了训练、执勤、打扫卫生外也是闲的难受，而小皇帝不仅要他们给每头牛测量肩高、体重和伸长外，还要他们拉着绞盘拖着不同的重物转圈，其中要记录牛在不同速度下的耐久力等等，当然还得伺候好它们的吃喝，而每条数据都要力求精确，并记录在案。
不过赵昺也没闲着，他在考虑如何能在等速的情况下，发挥出每个明轮的最大功效。首先他选定了明轮的尺寸，想通过调整每个明轮上桨叶的角度或数量来使后边的明轮等效做功。但是他发现这太过繁琐，便想到可以通过传动机构将每组明轮串联起来，如此就只需通过两组绞盘带动所有的明轮，还可以减少牲畜占用的空间。此外用一根变径蜗杆便可以实现在等速下，使明轮获得不同转速的结果。
解决了传动问题，同样又出现了新的问题。利用尾舵控制方向容易造成船体的损伤，而没有舵又无法控制方向，这成了二选一的难题，但又缺一不可，赵昺一天突然想到了现代的坦克。我们知道坦克的转向不像汽车那样靠前轮导向来改变行驶方向，而是靠履带差，即一边的履带转的快，另一边的履带转的慢，履带差使坦克出现转向。
而履带差的形成一是靠切断一侧履带的部分动力，加大另一侧履带速度形成的，这叫分离转向，用于快速小角度转向，这时行进时采取的转向方式。或是彻底切断动力，制动住一侧履带，另一侧履带转，形成一边履带不转，另一侧转，这叫原地转向，用于慢速大角度转向，这是启动时或停止时采取的转向方式。
赵昺觉得这个思路可行，只要通过一个切换机构就能实现车船两舷明轮转速不同而实现转向，即速度差转向。至于大角度慢速转向，他保留了船尾的单个桨轮，通过此保持船前进的动力，再切断一侧的动力来实现大角度转向。
解决了一个问题，可另一个问题又出现了，车船可以利用人的前后踏车，实现进退皆可。但是牛不比人，倒换下腿就可以了，牛却需要重新套辕才可以实现，这必然要耽误大量的时间。不过以人力实现前进、后退，赵昺研究一番也不是那么容易的，车船时常两头行驶，这样似乎得艏艉都得有舵。
再说如果两头安装舵，必然会影响船头的船体水线结构造型，影响船速，同时也与锚链绞盘挤占狭小的船舱空间，增加船上水手作业的复杂性，降低车船整体战斗力。而快速的前进与后退在实战中具有现实意义，赵昺认为还是需要设法保留的。
一个个的问题累加起来，需要一个个不同的解决方案，赵昺想想这也太过复杂了，不仅增加了操作、维护的难度，还得需要增加操作手的数量。而化繁为简的办法就要将所有的功能集于一处，于是世界上第一台变速器出现了，它可以实现船只的前进、后退、转弯，还设有三个前进变速档位，进而完成船只运行中的所有操作。
在获得实验数据和构思完毕后，赵昺花了五天的功夫画出了图纸，又用五天的功夫制作出了一个1:100的模型，并利用发条为动力进行了试航，验证了以畜力为动力源的可行性。其后开始了变速机构和连杆机构的模型制作。这时他以为这才是最为困难的部分，整个机构皆要采用金属制造，而当下的金属材料性能并不稳定，可他却要设法在设计上保证整个联动机构的正常运行。
经过不知道多少次的调整和方案优化，赵昺才完成了模型的制造，在保证整个机构耐用性及操作的准确和顺畅上，他觉得在当前技术条件下进一步改进的空间已经不大，这才最终确定了图纸。另外为了保证船只的强度，他还大量使用了金属部件，尤其是龙骨采用了大量的锻造件。
赵昺十分清楚试制一艘大型战船不比试制枪炮，动辄就要上万贯的费用，一旦失败大量的人力和财力就都打了水漂。所以不敢有丝毫马虎，又将船场的几位大匠请来一一给他们讲解，让他们吃透，搞明白，这才让他们进行试制，并嘱咐要是有问题一定要告诉自己，万不可擅自改动。
用了一个月的时间，赵昺完成了畜力车船的图纸和模型设计，可他有些不明白在宋代得到广泛应用的车船为何没有出现‘千里船’这类畜力车船，这本身不符合历史发展规律。他估计也许是因为宋代长期马匹缺乏，限制了畜力车船没有得到发展，且同时期我国的马车发展也可能由此落后于西方，却使轿子这种完全依赖人力的交通工具得以繁荣。可以说盛极一时的车船没有得到发展，反而导致技术创新的停滞和在一定程度上的退步……
赵昺热火朝天的干了一个月，改进了车船。而朝中却是一片冰冷，姚良臣和魏天中经过三司会审后被以勾结蒙元的罪名罢官夺职，削去一切功名。姚良臣被发配湖广兴业编管，魏天中发配高州编管，双方家眷驱逐出临安，送往原籍看管，子孙三代不得参加科举。
与此同时，太后下旨任命蔡完义为临安知府、陈则翁为户部尚书、大学士戚亚卿为工部尚书、邓文原正是接任刑部尚书，并以潘方提举市舶司。从任命中赵昺当然可以看出这些进入宰执之列的皆是自己的班底，可以看出太后是在有意为自己清除怀有异心者，将他的心腹安排进朝中重要部门。
而另据宫内传来的密报称太后对陈宜中杀心已起，其以为在小皇帝尚为卫王之时，陈宜中便屡次三番加害于他。当下刚刚收复江南，其便又陷害将小皇帝要将其罢黜，甚至派遣此刻在大殿上行刺。因而让陈宜中活着后患无穷，难免会再次谋反，不若将其处死永绝后患。
赵昺感动之余，也清楚想要根除谋反者几无可能。因为早在十年前临安沦陷，皇帝北狩之时就已经认定大宋已经被灭国了，所以自己说是复国，其实与重新立国没有什么不同。人们便觉的一个小孩子只占据琼州那么一隅之地，都能够重新建国称帝，如此看来当皇帝也并不难，只要你实力够强，就能够实现。还有成王败寇，只要成功了，你就是天子，没有人会说你王位得来不对。
而当下虽说是收复大半个江南，但是人们想要争夺天下，当皇帝的心并没有平复，还想造反。只要造反，就可以实现目的。我们看南北朝时期，为什么改朝换代那么多，就是每个人都想造反，而且成功的可能性比较高。再比如秦朝的陈胜吴广一造反，天下就蜂拥起来了，大家都想拥有秦始皇那样的威权。而西晋因为有一个白痴当皇帝，所以大家都想造反。
可以想见每个人都想，再怎么说我当皇帝总比白痴、混蛋和昏君强啊。而当下同样会有人想自己当皇帝也要比一个小孩子强，因而赵昺觉得当下自己比之在琼州时更加危险……