В советском детстве, многие делали полезную игрушку, принцип действия которой можно было найти в детских журнала, вроде  приложения к журналу “Моделист-Конструктор”:

Называется эта штуковина – “пантограф” и предназначена для копирования и масштабирования рисунков. (Подробнее: http://podelki-sr.ru )

Если сделать конструкцию пожестче, поставить в узлах подшипники, то карандаш можно заменить ручным фрезером, как здесь:

Копировальные устройства на основе ручного фрезера существуют даже трехмерные: