本实用新型具体公开了一种无皮带式火车全自动机械化采样系统，包括作业平台、采样机构和一体化制样单元。作业平台位于火车轨道上方，全密封式一体化制样单元包括由上至下依次设置的给料机、破碎机、定质量缩分机和留样桶，采样机构用于从火车车厢中采集物料并输送至给料机，将物料均匀、连续地送至破碎机，破碎机将物料进行破碎并输送至定质量缩分机，定质量缩分机将物料缩分为样品和弃料，样品留存至留样桶，弃料经弃料返排单元输送至车厢处，通过弃料返排单元可以替代人工对弃料进行定时处理，提高了操作效率。