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    趙昺將改進中將會遇到的困難一一列出，然后由難到易在一一進行解決。不過這個過程也并不容易，往往會因為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，為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、打掃衛生外也是閑的難受，而小皇帝不僅要他們給每頭牛測量肩高、體重和伸長外，還要他們拉著絞盤拖著不同的重物轉圈，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，并記錄在案。

    不過趙昺也沒閑著，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后邊的明輪等效做功。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，還可以減少牲畜占用的空間。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，用于快速小角度轉向，這時行進時采取的轉向方式。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，用于慢速大角度轉向，這是啟動時或停止時采取的轉向方式。

    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。至于大角度慢速轉向，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后踏車，實現進退皆可。但是牛不比人，倒換下腿就可以了，牛卻需要重新套轅才可以實現，這必然要耽誤大量的時間。不過以人力實現前進、后退，趙昺研究一番也不是那么容易的，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占狹小的船艙空間，增加船上水手作業的復雜性，降低車船整體戰斗力。而快速的前進與后退在實戰中具有現實意義，趙昺認為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，趙昺想想這也太過復雜了，不僅增加了操作、維護的難度，還得需要增加操作手的數量。而化繁為簡的辦法就要將所有的功能集于一處，于是世界上第一臺變速器出現了，它可以實現船只的前進、后退、轉彎，還設有三個前進變速檔位，進而完成船只運行中的所有操作。

    在獲得實驗數據和構思完畢后，趙昺花了五天的功夫畫出了圖紙，又用五天的功夫制作出了一個1:100的模型，并利用發條為動力進行了試航，驗證了以畜力為動力源的可行性。其后開始了變速機構和連桿機構的模型制作。這時他以為這才是最為困難的部分，整個機構皆要采用金屬制造，而當下的金屬材料性能并不穩定，可他卻要設法在設計上保證整個聯動機構的正常運行。
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