趙昺手裡的資料現在十分有限，除了一臺水碓磨的模型和腦子中一副可能是贗品的西方牛拉明輪的圖畫。車船倒是現成的，但是他覺得船體結構還有許多不盡完善的地方，需要進一步的改善，因此要完成畜力推動車船的構想，依然是個十分耗神的工作，可也能正好填補精神上的空虛。
在動力源的設計上，趙昺感覺並不是最困難的，從那副圖畫上看是在頂層露天甲板上有三對牛，即六頭牛在拉着三對明輪。但是他清楚對於戰船來說，頂層甲板一般都是留給士兵作戰的平臺，需要佈置戰士，且安裝作戰武器，所以在祖沖之設計千里船的時候，應該會將絞盤移到下一層甲板中，騰出頂層甲板的空間用於作戰所需。
同時趙昺以爲以畜力轉動一對明輪，不僅速度很慢，而且轉動絞盤需要圓周的活動空間也很大，一層甲板不可能如同容納水手那樣密集，而若是採用雙層絞盤，上面甲板和下層甲板都佈置牲畜，則需佔用更多的空前。如此一來就產生了矛盾，這便需要進行重新設計和優化。
而在牲畜的選擇上，也需要仔細考量。趙昺記的明朝的那本神書《天工開物》有記載：凡力牛一日攻麥二石，驢半之。人則強者攻三鬥，弱者半之。說明牛的力量最大，持續力也最長，以這個比例計算，一頭牛大約可以頂七個人使用。但弱點也顯而易見，一個是速度慢，另一個是體型大，吃得多在其次，佔據的空間同樣也大。
趙昺翻閱了下宋軍曾裝備的車船資料，在岳飛平楊幺起義中曾經仿製其戰船，最大的車船長三十六丈，寬四丈一尺，宋代官尺約合現代的三十一釐米，長度在一百一十米左右，寬十二米左右，載重當在五千石的大船，至少需要一百五十人踩踏纔可驅動，而用牛則只需二十頭，但是在實戰中木船少有超過百米的。一般大型車船在二十丈至三十丈之間，他決定就以此爲據進行設計，即可用於作戰，也可以快速調兵和運送輜重。
另外趙昺發現古人在明輪的使用上存在着誤區，以爲明輪越多則動力越足，相應的速度會越快。因此不僅有十車、十五車的，還有多達三、四十車的。他以爲從產品製造角度講，大船需要大的明輪來推動，除了追求效率，同時也有利於減少車船的部件，便於維修。而如果是四十車是八十個小明輪的話，明輪尺寸小，數量多，反而容易損壞。
再有如果是四十車，每舷四十個明輪的話，那麼船一定很長，從記錄上看只有三十丈以上的大船纔有可能勝任。除去艏、艉因弧度和錨鏈、絞盤、舵樓等而不便設明輪外，可安放明輪的船體長度估計在二十五丈上下，分攤給每個明輪的空間是六尺有餘，再減去輪間距，估計每個明輪的直徑在五尺前後，而五尺直徑的明輪對於百多米長的車船來說太小了。
此外，因爲明輪是高效連續運動的槳葉，所以，過密的輪間距會降低各輪的功效的，就是許多明輪在裡面濫竽充數，因爲前面的明輪轉速快，水流急，後面的明輪就沒有多少做功的必要，水流有時候反而比後面的明輪的轉速還快，所以過密的輪間距不僅不能加速船隻，反而影響船速，明輪間功效相互抵消。而除非後面的明輪永遠比它前面的明輪轉得快，纔不會抵消。
由此可見，古人四十車，計有八十個翼輪的設計觀點不妥。還有車船的舵樓多設計於虛艄之上，尾舵置於其下，位於虛艄的末端。這樣的懸掛方式加重了舵樓的負載，一條四丈的長槳都有七百餘斤重，更何況舵？若再加上艉部懸掛的大車的分量，處於虛艄之上的舵樓很容易在水戰的高速航行中，因舵受到的巨大阻力產生的撕裂力矩而斷裂。
因爲這時的舵不僅受到船體前進時，水流向後的阻力，這是所有船舵都受到的阻力；還受到艉部大車旋轉時，產生的高速向後水流，這股水流高速衝擊着舵杆及舵面，這是有艉部大車的車船舵特有的阻力，這兩股力量作用在安置於虛艄末端的舵之上，很可能就會撕裂舵樓的木質構件，即在艉部大車之後，安裝船舵會造成車船自損……
趙昺將改進中將會遇到的困難一一列出，然後由難到易在一一進行解決。不過這個過程也並不容易，往往會因爲一個小數據的錯誤不得不推翻重新進行設計，當然最困難的還動力源方面，爲此他還遣人找來幾頭牛，做了一臺簡易的絞盤進行實際測量。
如此一來，園中的軍兵們也找到了樂子，他們一天天在島上除了訓練、執勤、打掃衛生外也是閒的難受，而小皇帝不僅要他們給每頭牛測量肩高、體重和伸長外，還要他們拉着絞盤拖着不同的重物轉圈，其中要記錄牛在不同速度下的耐久力等等，當然還得伺候好它們的吃喝，而每條數據都要力求精確，並記錄在案。
不過趙昺也沒閒着，他在考慮如何能在等速的情況下，發揮出每個明輪的最大功效。首先他選定了明輪的尺寸，想通過調整每個明輪上槳葉的角度或數量來使後邊的明輪等效做功。但是他發現這太過繁瑣，便想到可以通過傳動機構將每組明輪串聯起來，如此就只需通過兩組絞盤帶動所有的明輪，還可以減少牲畜佔用的空間。此外用一根變徑蝸桿便可以實現在等速下，使明輪獲得不同轉速的結果。
解決了傳動問題，同樣又出現了新的問題。利用尾舵控制方向容易造成船體的損傷，而沒有舵又無法控制方向，這成了二選一的難題，但又缺一不可，趙昺一天突然想到了現代的坦克。我們知道坦克的轉向不像汽車那樣靠前輪導向來改變行駛方向，而是靠履帶差，即一邊的履帶轉的快，另一邊的履帶轉的慢，履帶差使坦克出現轉向。
而履帶差的形成一是靠切斷一側履帶的部分動力，加大另一側履帶速度形成的，這叫分離轉向，用於快速小角度轉向，這時行進時採取的轉向方式。或是徹底切斷動力，制動住一側履帶，另一側履帶轉，形成一邊履帶不轉，另一側轉，這叫原地轉向，用於慢速大角度轉向，這是啓動時或停止時採取的轉向方式。
趙昺覺得這個思路可行，只要通過一個切換機構就能實現車船兩舷明輪轉速不同而實現轉向，即速度差轉向。至於大角度慢速轉向，他保留了船尾的單個槳輪，通過此保持船前進的動力，再切斷一側的動力來實現大角度轉向。
解決了一個問題，可另一個問題又出現了，車船可以利用人的前後踏車，實現進退皆可。但是牛不比人，倒換下腿就可以了，牛卻需要重新套轅纔可以實現，這必然要耽誤大量的時間。不過以人力實現前進、後退，趙昺研究一番也不是那麼容易的，車船時常兩頭行駛，這樣似乎得艏艉都得有舵。
再說如果兩頭安裝舵，必然會影響船頭的船體水線結構造型，影響船速，同時也與錨鏈絞盤擠佔狹小的船艙空間，增加船上水手作業的複雜性，降低車船整體戰鬥力。而快速的前進與後退在實戰中具有現實意義，趙昺認爲還是需要設法保留的。
一個個的問題累加起來，需要一個個不同的解決方案，趙昺想想這也太過複雜了，不僅增加了操作、維護的難度，還得需要增加操作手的數量。而化繁爲簡的辦法就要將所有的功能集於一處，於是世界上第一臺變速器出現了，它可以實現船隻的前進、後退、轉彎，還設有三個前進變速檔位，進而完成船隻運行中的所有操作。
在獲得實驗數據和構思完畢後，趙昺花了五天的功夫畫出了圖紙，又用五天的功夫製作出了一個1:100的模型，並利用發條爲動力進行了試航，驗證了以畜力爲動力源的可行性。其後開始了變速機構和連桿機構的模型製作。這時他以爲這纔是最爲困難的部分，整個機構皆要採用金屬製造，而當下的金屬材料性能並不穩定，可他卻要設法在設計上保證整個聯動機構的正常運行。
經過不知道多少次的調整和方案優化，趙昺才完成了模型的製造，在保證整個機構耐用性及操作的準確和順暢上，他覺得在當前技術條件下進一步改進的空間已經不大，這才最終確定了圖紙。另外爲了保證船隻的強度，他還大量使用了金屬部件，尤其是龍骨採用了大量的鍛造件。
趙昺十分清楚試製一艘大型戰船不比試製槍炮，動輒就要上萬貫的費用，一旦失敗大量的人力和財力就都打了水漂。所以不敢有絲毫馬虎，又將船場的幾位大匠請來一一給他們講解，讓他們吃透，搞明白，這才讓他們進行試製，並囑咐要是有問題一定要告訴自己，萬不可擅自改動。
用了一個月的時間，趙昺完成了畜力車船的圖紙和模型設計，可他有些不明白在宋代得到廣泛應用的車船爲何沒有出現‘千里船’這類畜力車船，這本身不符合歷史發展規律。他估計也許是因爲宋代長期馬匹缺乏，限制了畜力車船沒有得到發展，且同時期我國的馬車發展也可能由此落後於西方，卻使轎子這種完全依賴人力的交通工具得以繁榮。可以說盛極一時的車船沒有得到發展，反而導致技術創新的停滯和在一定程度上的退步……
趙昺熱火朝天的幹了一個月，改進了車船。而朝中卻是一片冰冷，姚良臣和魏天中經過三司會審後被以勾結蒙元的罪名罷官奪職，削去一切功名。姚良臣被髮配湖廣興業編管，魏天中發配高州編管，雙方家眷驅逐出臨安，送往原籍看管，子孫三代不得參加科舉。
與此同時，太后下旨任命蔡完義爲臨安知府、陳則翁爲戶部尚書、大學士戚亞卿爲工部尚書、鄧文原正是接任刑部尚書，並以潘方提舉市舶司。從任命中趙昺當然可以看出這些進入宰執之列的皆是自己的班底，可以看出太后是在有意爲自己清除懷有異心者，將他的心腹安排進朝中重要部門。
而另據宮內傳來的密報稱太后對陳宜中殺心已起，其以爲在小皇帝尚爲衛王之時，陳宜中便屢次三番加害於他。當下剛剛收復江南，其便又陷害將小皇帝要將其罷黜，甚至派遣此刻在大殿上行刺。因而讓陳宜中活着後患無窮，難免會再次謀反，不若將其處死永絕後患。
趙昺感動之餘，也清楚想要根除謀反者幾無可能。因爲早在十年前臨安淪陷，皇帝北狩之時就已經認定大宋已經被滅國了，所以自己說是復國，其實與重新立國沒有什麼不同。人們便覺的一個小孩子只佔據瓊州那麼一隅之地，都能夠重新建國稱帝，如此看來當皇帝也並不難，只要你實力夠強，就能夠實現。還有成王敗寇，只要成功了，你就是天子，沒有人會說你王位得來不對。
而當下雖說是收復大半個江南，但是人們想要爭奪天下，當皇帝的心並沒有平復，還想造反。只要造反，就可以實現目的。我們看南北朝時期，爲什麼改朝換代那麼多，就是每個人都想造反，而且成功的可能性比較高。再比如秦朝的陳勝吳廣一造反，天下就蜂擁起來了，大家都想擁有秦始皇那樣的威權。而西晉因爲有一個白癡當皇帝，所以大家都想造反。
可以想見每個人都想，再怎麼說我當皇帝總比白癡、混蛋和昏君強啊。而當下同樣會有人想自己當皇帝也要比一個小孩子強，因而趙昺覺得當下自己比之在瓊州時更加危險……