氣動控制系統在氣源正常給氣的情況下，氣控換向閥處于接通狀態。當空載起重時，氣體依次經過氣源、過濾器、匯流板到達空載平衡減壓閥、梭動閥，到達執行氣缸。執行氣缸內的氣體壓力通過空載平衡減壓閥控制。與此同時，氣壓到達微型儲氣罐、彈簧復位式換向閥、單向節流閥。單向節流閥具有一定的背壓作用。此時，工作人員可全程上下拖動夾具或者吸盤，并準確停留在任意位置。
       當卸載負載時，按下彈簧式復位換向閥的按鈕，此時，執行氣缸和微型儲氣罐內的高壓氣體會通過換向閥與排氣節流閥排到大氣中去。排氣節流閥起到一定的緩沖作用，避免快速放氣造成機械臂的快速下落。
       為確保工作人員安危，安裝氣控換向閥，當氣源發生意外突然中斷或送氣不足造成氣壓急劇下降時，氣控換向閥會及時關閉。微型儲氣罐內的保壓氣體會支持機械臂的緩慢下落，以保護操作人員的人身安危。 
          市場的氣動平衡缸有兩種：一種是在平衡控制方面采用空載平衡和負載平衡分開的控制方式，重載平衡控制方式只針對恒定對象進行全程懸浮平衡起重，此類氣動平衡缸無法實現不同重量物體的全程懸浮提升；另一種是可實現對不同重量物體進行搬運吊裝的氣動平衡系統，但是無法實現對不同重量物體的全程懸浮效果[1]
       氮氣平衡油壓缸的工作原理與氣動平衡缸的相似，只是將工作介質由氣體換成液壓油，這里便不做過多介紹。