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。