五月，台州府決定拆除內城牆。因為內城的地價已經瘋漲到了很夸張的地步，而內城牆不但阻礙了城區的發展，還佔用了大片的地基。當然，這里邊也有合興泰的需求。此時何文淵已經成為了台州府知府，當然要為合興泰的發展出力。
合興泰將南城牆東段及附近大片地方買下來，準備建總部大樓。用趙永泰的話說，這麼大的商行，連個像樣的總行都沒有，實在是有點兒丟人。其實是因為時鐘已經研制出來了，他想建個大鐘樓，這玩意兒以後說不定也能成為名勝古跡，這樣也能為他的史冊又添上濃重的一筆。
新設計的合興泰總部是一個大型樓群，六座副樓高20米，主樓高25米，5米一層。主樓頂層為一個大型時鐘，在每日的卯時到戌時每半個時辰會以鐘聲報時。
大樓外牆設計都用大塊石料以水泥粘結而成，這樣屋里就能冬暖夏涼。不過現有的吊裝工具太過簡單，既不省力又不方便。知道鄧玉函是機械師，趙永泰就拉著他一起研制新式的吊裝工具，正好以後建造大型海船的時候也可以用。
在這個還是以人力、畜力為主要動力的時代，吊裝器械設計的主要目標就是要省力，使得人們可以較容易地移動大型物體，提高工作效率。
軸承的出現使得滑輪的效率大為提高，從而使得大型滑輪組的應用得以實現。滑輪組是一種有效的省力機構，是大型吊裝機械的必要組成機構。教士們對趙永泰發明的軸承一直贊不絕口，也因此對趙永泰更加尊敬起來。在來之前雖然徐光啟在信中對趙永泰倍加推崇，但教士們以在大明的長期經歷看來，徐光啟的推崇有為趙永泰張目的嫌疑。來了之後，一開始教士們是因為趙永泰的地位而對他很恭敬，現在則是對他的學術知識崇敬有加。
在他們開始研制吊裝器械之後，趙永泰將大部分學堂一二期生都召集了過來，給每個傳教士都安排了幾個，讓他們跟著學習。趙永泰前世只是一個普通大學生，對一些簡單的機械結構還有所了解，太過復雜的機械他基本上就只能慢慢模索了。而這些傳教士們也許理論知識沒有他豐富，但是具體的機械結構知識卻比他高明很多。畢竟後世的大學理論性的東西學習得比較多。傳教士們的到來正好彌補了趙永泰這方面的不足，他可以提出很多巧妙的原理，而傳教士們則可以將這些原理以現有的技術進行實用化。
齒輪組不單是傳動機構，同時也是一種很好的省力機構。大齒輪帶動小齒輪可以提高目標物的轉速，人力水泵就是這種應用。而反過來，小齒輪帶動大齒輪則可以產生杠桿效果，從而達到省力的目的。
事實上人們在很早以前就已經發現這些現象，只是因為技術原因無法大量應用，而主要的技術問題就是軸和輪的摩擦力問題。在軸承出現以前，軸輪之間的摩擦力很大，特別是在承重的時候摩擦力甚至會增大到完全抵消機構的省力效果的程度。使得這個時代的省力器械還主要以杠桿的形式存在。但是杠桿對空間的要求比較大，限制了省力器械的發展。
在一起研究的時候，傳教士們再次驚訝地發現，那些如中小學生般的孩子居然懂得很多力學方面原理與計算，有些甚至連他們都沒有听過。在知道這些都是趙永泰教授的之後，更使得他們對趙永泰的崇敬如滔滔江水連綿不絕。不少傳教士開始請教趙永泰問題，結果無意中發現趙永泰不但數學、物理很厲害，連化學也很厲害。他們開始相信那些工匠們的傳言，趙永泰是上帝派來的使者，要不然一個十四歲的孩子如何能夠懂得如此之多，如此深奧的知識。要問主為什麼會將使者降生到這個東方的國度，可能是主看到大家在這里宣揚主的福音太困難，所以派了這位使者來幫助大家，要不然他為什麼會為教會修建大教堂？他們來了東方這麼久，都知道這些東方人是不太願意信仰上帝的，更不可能為上帝修建一座大教堂。于是，教士們看趙永泰的眼神更加恭敬，還多了些親切。搞得趙永泰心里一陣發毛︰難道這些教會人員都有那種情結？
對新式吊裝工具，趙永泰不但提出了省力要求，還提出了包括轉向在內的一些其他要求，其實也就是參照後世他見過的那種塔吊提的要求。塔吊無疑是一種很好的吊裝器械，它可以滿足各種吊裝轉運的工作需要，被廣泛應用于碼頭、貨站、建築等行業。
因為動力的局限，塔吊的動力裝置還是選擇了轉盤。轉盤由連接在軸上的成十字的轉桿推動，這里就是杠桿的應用。轉桿可由人力或畜力帶動。軸的下部連接一個小型齒輪，由小型齒輪帶動與其耦合的大型齒輪，大型齒輪的中軸作為絞盤用于收放鋼繩。這里就是齒輪杠桿的應用。但就這個轉盤就比以前所用的老式絞盤省力很多。
鋼繩是鐵器廠應趙永泰要求開發的，用于滿足以後船廠吊裝大型部件需求的繩索。不過在制成後，鐵器廠就按照趙永泰一直強調的通用化與標準化，按照不同承重力派生出了各種不同繩徑的鋼繩，以滿足吊掛不同重量物件的需求。
而塔身和塔臂，按照趙永泰的提議，大量采用了三角形支撐。這樣，在保證了塔體的堅固度的同時又減輕了塔體的自重，還減少了鋼鐵的使用量，同時塔體內的空間還可以方便安裝滑輪組。這種結構的使用使得大型塔吊的建造得以實現。
塔身和塔臂上安裝了多個滑輪組，或者稱為一個很復雜的滑輪組。因為動力的局限性，使得研究組不得不首先考慮機構的省力性，為了省力，機構再復雜也在所不惜。
為了讓塔吊能夠轉動，又為它配了兩個單獨的轉盤。使用的時候，兩個轉盤相對于塔吊成90度安裝在塔吊旁，以鋼繩與塔身平衡尾相連，收放鋼繩以控制塔身的轉動。
平衡尾就是與塔臂對稱的負重結構，使用時，里邊裝載重物，以平衡塔臂方向產生的傾斜力。
在八月中，塔吊終于研制成功了，可以說它代表了這個時代最先進的省力機構技術。這種結構的小型塔吊只需要四個人轉動輪盤，就可以很容易地將上千斤的重物吊起來。而大型的吊具理論上甚至可以將上萬斤的重物吊起來，為大型海船的建造提供了良好的基礎。
同時塔吊的應用，大大提高了合興泰總行大樓和船廠碼頭的建設速度。大量的小型吊具還被廣泛應用于各個貨場和倉庫的轉運中。
在這次的合作中，一二期生都在傳教士們那里學到了大量的力學實際應用方法。使得他們在以後的工作中，能更靈活地運用所學到的知識。
在九月，兵工廠的炮座的研制工作就取得了巨大進展。趙永泰所要求的艦用基座基本結構已經確定，開始生產正式的樣品，以供試驗。因為艦用基座對重量的要求很寬松，所以有較大的空間結構可以使用，研究組就決定首先完成艦用基座的研制。陸用的其實基本結構差不多，只是對重量要求較高，以方便輸運。
艦用炮座分為上部的制退復位基座和下部的底座。
底座也分上下兩部分，下部與船體固定。上部以粗軸相連，搖動左右兩邊的螺桿可使上部旋轉，以控制炮口左右射角。
制退復位基座下部有齒輪與底座齒形槽相連，戰時以手柄搖動齒輪可將炮口前移或後退。基座上部內是緩沖槽，里邊是並排的四組彈簧，後部四個是高彈力彈簧，前部四個是低彈力彈簧，前後彈簧共軸。
炮身以橫軸架在炮架上，炮架下端以滾輪滑動卡槽分別卡在緩沖槽內的四根軸上，以防止炮身橫移，彈簧接在卡槽上。發炮時，炮身後移壓縮後部彈簧，拉伸前部彈簧，部分後坐力轉變為彈簧的彈力；而後，彈力釋放，炮身前移復位，前部低彈力彈簧還可以降低卡槽與基座前部的踫撞力。
這樣就形成了一個緩沖加復位的機構，使得炮手不用每次發炮後都再重新固定炮位，減短了準備時間。
炮架前部內有橫向和垂直兩根螺紋桿，以齒輪組相連。橫向螺紋桿外部有搖桿，以控制炮口高低射角。采用這個炮座的火炮在控制上已經基本上和現代的火炮相同了。
趙永泰對這個炮座非常滿意，一頓大量的精神加物質獎勵之後，希望研究組再接再礪，完成陸用炮座以及降低炮座的重量。
其實只要把這個炮座的制退復位基座稍加改變就可以直接用在炮車上了，趙永泰最希望他們做的還是降低炮座的重量。這就叫人心不足蛇吞象，沒有的時候只想有，有了就想要更好的。其實采用這種炮座的火炮的先進程度已經遠超西方200年以上了。
七月，西班牙軍隊在台灣西北海岸的滬尾（今淡水）構築淡水城（西班牙稱為聖多明哥城）。
七月二十日，薊門駐軍因欠餉三月發生騷亂。
七月二十五日，寧遠駐軍因欠餉四月發生兵變。
九月，皇太極聯合歸附的蒙古諸部組成聯軍征討林丹汗的察哈爾部。
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