1.四处寻找
在做三坐标测量机的时候，Z轴的设计采用了直线电机驱动。
因为直驱有传动链短，刚性足的好处，这有利于运动控制。
但是直驱Z轴，没有自锁性，为了防止断电时运动轴下落，所以需要加一个重力平衡器（Counterbalance）。
又因为行程太大，需要毫米，所以选了很久，也没选到合适的平衡器。
首先，质量平衡法一开始就被抛弃了，因为太重了，我们的目的是要做小，做轻。
当然，质量平衡法，也还有其他缺点，比如应答特性差，需要定期维护等。
再者，机械拉簧（ExtensionSpring）是不可能了，因为行程大的载荷小，载荷大的行程又不够，或者弹簧力变化范围太大了。
例如，目前我了解到最大行程有mm的拉簧，但是它最大载荷也只有16.3N，因为其弹簧系数是0.03N/mm，整个行程中，弹力变化14.8N，加上初始长度力1.5N，总共也才16.3N，太小了，不满足35Kg重量平衡的要求。
通常情况下，拉簧也不适合用来做平衡器，因为平衡器要求弹簧系数越小越好，最好是力不随位移变化而变化，也就是恒力。
说到恒力，恒力弹簧（ConstantSpring）看起来是个不错的选择，但是，因为目前的大行程可选型号还是太少了，而且标准型号提供的力通常不是需要的，需要定制。
例如，Leespring，行程大于毫米的恒力弹簧中，大部分力都小于48N，即使最大载荷也只有16.5lb=74.8N。
然后，常用的来自Linmot的磁性弹簧，这次也无法发挥其作用了，因为也没有这么大行程的，目前，可以选择到的最大行程也就mm，而且力最大也只能达到60N，而我们需要的力达到N。
Magspring结构和参数怎么办呢？再去搜寻。
发现了一家做机床平衡器的厂家，Pascal，他们专门供应氮气平衡器（N2GasBalancer）。
其原理是在密闭的缸径中充入氮气，形成初始压力，当活塞杆被压缩时，密闭缸体中气体遵循气体状态方程，也就是玻义耳定律（Boyles‘sLaw），来达到平衡重力的作用。
之所以充入氮气，是因为氮气稳定，不发生爆炸，无色无味也没有毒，总之就是安全，当然还有一点，就是获取氮气比较经济。
其实，氮气平衡器的原理和氮气弹簧是一样的，区别仅在于初始压力不同，氮气弹簧一般初始压力比较大，主要应用于模具领域。
如果你对气体弹簧基本理论感兴趣，可以在我